14. Первичная перегонка нефти, технологическая схема. [см. Вопрос 10]

На некоторых НПЗ используются установки первичной перегонки с предварительным испарением легких фракций в пустотелой колонне, с верха которой пары поступают в основную колонну. Такая схема используется для перегонки только малосернистых нефтей (рис. 3.6).

Нефть забирается насосом 1 и прокачивается через теплообменник 2 в дегидратор 3. После обезвоживания и обессоливания подготовленная нефть дополнительно нагревается в теплообменнике 4 и поступает в испаритель 5. Испаритель 5 представляет собой пустотелую цилиндрическую колонну, в которой отделяются легкие компоненты. Количество продуктов в паровой фазе зависит от степени предварительного подогрева нефти.

С низа испарителя 5 поток полуотбензиненной нефти прокачивается насосом 6 через трубчатую печь 7 и вводится в ректификационную колонну 8. Легкие фракции, отделившиеся в испарителе, также подаются в колонну 8 и вместе с более высококипящими фракциями подвергаются ректификации.

В результате предварительного испарения легких фракций разгружается трубчатая печь 7 и снижается давление в ней. При этом не требуются самостоятельные конденсационные устройства.

Рис. 3.6. Перегонка нефти по схеме с предварительным испарением:

1 – сырьевой насос;

2 – теплообменник сырой нефти;

3 – дегидратор;

4 – теплообменник обезвоженной и обессоленной нефти;

5 – испаритель (эвапоратор);

6 – насос;

7 – печь;

8 – ректификационная колонна;

I – сырая нефть;

II – вода и соли;

III – парогазовая смесь;

IV – смесь водяных и бензиновых паров;

V – орошение;

VI-VIII – компоненты светлых нефтепродуктов;

IX – мазут;

X – водяной пар.

1 5. Термодеструктивные процессы, их классификация.

Красным и синим выделены названия процессов.

Фиолетовым – то, что получаем.

Зеленым – сырье.

Термодеструктивные процессы – термические процессы переработки нефтяного сырья, которые классифицируются на 3 группы:

1. Термические процессы, протекающие при повышенных температурах. Среди них различают:

─ процессы термической деструкции УВ, ориентированные на получение моторных топлив, непредельных газообразных УВ и сажи;

─ процессы окисления УВ нефти с получением соединений, являющимися промежуточными продуктами органического синтеза, растворителями, мономерами и исходными веществами для производства полимерных материалов, пластификаторов.

2. Термокаталитические процессы, которые, как правило, проводят при достаточно высоких температурах и в присутствии катализаторов. Так производят моторное топливо, обладающее более высоким ОЧ, чем топливо термических процессов, а также получают ароматические УВ и газы, богатые водородом и УВ C₃-C₄, как предельного, так и непредельного характера.

3. Гидрогенизационные (термогидрокаталитические) процессы, проходящие под давлением водорода. Они служат для удаления из УВ фракций гетероатомных соединений и соединений непредельного характера.

1) Термический крекинг ─ высокотемпературная переработка УВ нефти с целью получения высококачественного топлива.

Сырье: 1) Мазут 2) Гудрон 3) Вакуумный газойль. Различают:

1.1. Неглубокий термический крекинг (висбрекинг) при 480-490 °С и 1,5-2,0 МПа. Используется для получения котельного топлива за счет снижения вязкости исходного сырья (мазут, гудрон, полугудрон).

1.2. Глубокий термический крекинг (жидкофазный крекинг) при 500-540 °С и ≥ 5,0 МПа. Используется для получения бензина с лучшими антидетонационными характеристиками (крекинг-бензина) из бензино-лигроиновых и керосино-газойлевых фракций.

1.3. Высокотемпературный термический крекинг (парофазный крекинг) при 580-600 °С и 0,2-0,3 МПа. Используется для получения бензина с более высоким ОЧ из керосино-газойлевых фракций. Попутно при парофазном крекинге получается большое количество газа, содержащего значительное количество непредельных УВ.

2) Пиролиз (700-900 °С, 1-1,2 МПа) используется для получения газообразных непредельных УВ, в основном этилена и пропилена.

Выбор сырья для пиролиза очень широк: от этана до сырой нефти, но чаще всего используется прямогонный бензин и УВ газы. Прямогонный бензин дает повышенный выход диеновых соединений и ароматических УВ-ов.

Побочными продуктами пиролиза являются смолы пиролиза и предельные газы: метан и этан. Из смолы пиролиза извлекают АУВ – бензол, толуол, ксилолы.

Другим направлением пиролиза является получение сажи (технического углерода). Сажа образуется при высокотемпературном пиролизе (1200-2000 °С) УВ газов или УВ фракций, содержащих значительное количество АУВ (60-90 % мас.).

3) Коксование (490-520 °С, 0,2-0,6 МПа) – высокотемпературный процесс получения высококачественного электродного или топливного кокса из нефтяных остатков. Это, как правило, пек, полученный после перегонки смолы пиролиза, мазута, гудрона или полугудрона.

4) Каталитический крекинг (450-530 °С, 0,13-0,8 МПа) – процесс расщепления крупных молекул УВ тяжелых нефтяных фракций на более мелкие, проводимый при высокой температуре и в присутствии катализатора.

Сырье: вакуумные дистилляты широкого фракционного состава 350-500 °C, глубоковакуумный газойль или остаточное сырье (мазуты или их смеси с дистиллятным сырьем).

Получаем: высококачественный бензин, газ, богатый бутан-бутиленовой фракцией, газойлевые фракции, непредельные УВ (в частности пропилен).

5) Каталитический риформинг (475-515 °C, 1,5-3,5 МПа) – ароматизация бензиновых фракций, протекающая в результате преобразования нафтеновых и парафиновых УВ в ароматические.

Основное назначение – получение из низкооктанового гидроочищенного бензина высокооктанового ароматизированного бензина или (после соответствующих операций с целью их извлечения) индивидуальные АУВ (бензол, толуол, ксилолы), которые используют в нефтехимической промышленности.

В 1-ом случае сырьем служит лигроиновая фракция или тяжелые прямогонные бензины, ОЧ которых в результате риформинга увеличивается с 35-40 до 80-90 пунктов.

Во 2-ом случае риформингу подвергают более узкие фракции нефти, содержащие парафины и нафтены с тем же числом атомов C, что и целевой АУВ.

При получении бензола, толуола и ксилолов берут фракции, выкипающие в следующих пределах: 1) Бензол: от 60 до 85 °C; 2) Толуол: от 85 до 105-110 °C; 3) Ксилол: от 110 до 130-135 °C.

6) Назначение процесса изомеризации – получение изооктанов из н-парафинов.

Сырье: фракции C₄, C₅-C₆, C₇-C₈, н-парафины, нафтены.

Получаем: изопарафины, высокооктановые бензины и экологически чистые компоненты топлив, нафтены, разветвленные УВ.

7) Гидрокрекинг – процесс, направленный на крекинг основных компонентов сырья и способствующий очистке нефтяных фракций от вредных примесей, расщеплению, изомеризации и деструкции молекул сырья.

8) Гидроочистка – процесс, способствующий очистке нефтяных фракций или остатков от вредных примесей в присутствии водорода – в первую очередь от сернистых, азот- и кислородсодержащих компонентов, а также непредельных и полициклических ароматических соединений, солей тяжелых металлов.