Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Прикладная химия. Химия и технология подготовки нефти. Учебное пособие
.pdf
сырья), паровая фаза отделяется от жидкой и поднимается вверх по
колонне, а жидкая перетекает вниз. Паровая фаза подвергается ректификации в верхней части колонны, считая от места ввода сырья, а
жидкая фаза – в нижней части.
В ректификационной колонне размещены ректификационные
тарелки, на которых осуществляется контакт поднимающихся по колонне паров со стекающей жидкостью (флегмой). Флегма создается в
результате того, что часть верхнего продукта возвращается в жидком
состоянии на верхнюю тарелку и стекает на нижележащие, обогащая
поднимающиеся пары низкокипящими компонентами.
Для ректификации жидкой части сырья и нижней части ректификационной колонны под нижнюю тарелку необходимо вводить тепло или
какой-либо испаряющий агент. В результате легкая часть нижнего
продукта переходит в паровую фазу и тем самым создается паровое
орошение. Это орошение, поднимаясь с самой нижней тарелки и вступая в контакт со стекающей жидкой фазой, обогащает последнюю высококипящими компонентами. В итоге сверху колонны непрерывно
отбирается низкокипящая фракция, снизу – высококипящий остаток.
Однако простая перегонка позволяет выделить фракции, выкипающие не выше 370 0С, т.к. при более высокой температуре начинается процесс крекинга (разложение углеводородов). Поэтому остаток - мазут, для выделения последующих фракций подвергают вакуумной перегонке. Вакуум понижает температуру кипения углеводородов и тем самым позволяет выделять фракции, имеющие температуру
кипения до 500
0
С при атмосферном давлении.
В настоящее время нефтеперерабатывающие заводы имеют
трубчатые установки непрерывного действия с однократным испарением, что позволяет снизить капитальные и энергетические затраты
при получении фракций заданного качества. В зависимости от давления в ректификационных колоннах, составляющих неотъемлемую
часть трубчатых установок, различают атмосферные (АТ), вакуумные
(ВТ) и атмосферно-вакуумные установки (АВТ), при комбинировании
ее с блоком глубокого обессоливания нефти установку называют
ЭЛОУ-АВТ. На рисунке 3.4 приведена технологическая схема двухступенчатой (атмосферно-вакуумной) трубчатой установки.
Предварительно нагретая до 170 – 175 0С в теплообменниках 3,
8 и 11 нефть поступает в трубчатую печь 1, где нагревается до 350
0
С
71
топочными газами и подается в ректификационную колонну 2. По высоте колонны отбирают следующие фракции:
• Бензиновая фракция. Перегоняется в пределах 40 - 180
углеводородный состав С
- С
. Используется в качестве компонента
5
12
0
С,
товарного автобензина, как сырье для установок каталитического риформинга.
• Лигроиновая фракция. Перегоняется в пределах 150 – 230
углеводородный состав C8 - C
ров и растворитель.
• Керосиновая фракция. Перегоняется в пределах 180 – 300
углеводородный состав С
- С
9
, используется как топливо для тракто-
12
, используется в качестве топлива для
16
0
0
С,
С,
реактивных авиационных двигателей, для освещения, как горючее для
тракторных двигателей.
• Дизельная фракция (соляровый дистиллят или атмосферный
газойль). Перегоняется в пределах 250 – 360
0
С, углеводородный со-
став C16 и выше, используется как топливо для дизельных двигателей.
Остаток после отгонки из нефти светлых дистиллятов называ-
емый мазутом из куба колонны 2 проходит трубчатую печь 6, нагревается до 400 – 420 0С и поступает в ректификационную колонну 7,
работающую под вакуумом (атмосферную перегонку дальше вести
нецелесообразно, т.к. при температурах выше 360 – 380
0
С начинается
процесс разложения (крекинга) углеводородов.
В колонне отбирают следующие фракции:
- веретенный дистиллят – Т
- машинный – Т
260 – 305 0С;
кип
- легкий цилиндровый – Т
- тяжелый цилиндровый – Т
230 – 250 0С;
кип
315 – 325 0С;
кип
350 – 370 0С.
кип
Остаток после отгонки вакуумных дистиллятов из мазута
называется гудроном. Гудрон применяется в производстве нефтяных
битумов, а также для получения смазочных масел с высокой температурой вспышки.
Полученные фракции используются как товарные продукты
или служат сырьем для дальнейшей переработки в процессах пиролиза, риформинга, крекинга. В некоторых случаях полученные при первичной перегонке фракции разделяют на более узкие фракции (вторичная перегонка), каждая из которых используется затем по своему
назначению.
72
Рисунок 3.4 - Схема двухступенчатой установки для перегонки нефти:
1, 6 – трубчатые печи; 2, 7 – ректификационные колонны;
3, 8, 11 – теплообменники;
4, 9 – конденсаторы; 5, 10 – холодильники
73
Например, из бензиновой фракции выделяют более узкие
фракции:
- фракция с температурой кипения до 62
0
С используется как
компонент товарного топлива; из нее также выделяют индивидуальные углеводороды состава С
- фракция с температурой кипения 62 - 85
сырье для получения бензола;
- фракция с температурой кипения 85 - 105
как сырье для получения толуола;
- фракция с температурой кипения 105 - 140
как сырье для получения ксилолов;
- фракция с температурой кипения 140 - 180
- С7;
5
0
С используется как
0
С используется
0
С используется
0
С используется
как компонент авиационного керосина или как сырье для получения
углеводородов с высокими октановыми числами.
Лабораторный практикум
Предлагаемый лабораторный практикум предусматривает выполнение простой перегонки нефти при атмосферном давлении с последующим построением кривой истинных температур кипения
(ИТК). Ход выполнения работы состоит в следующем:
- Перегонная стеклянная установка собирается в соответствии
с приведенным рисунком 3.5.
- В сухую, предварительно взвешенную с кусочками фарфора
или фаянса круглодонную колбу берут навеску нефти (150- 200 г) помещают в перегонную установку и начинают постепенный нагрев.
Отбор фракций осуществляют во взвешенные приемники в пределах
температур, указанных в таблице. После отбора последней фракции
нагрев прекращают. После чего взвешивают охлажденную до комнатной температуры круглодонную колбу с остатком (мазут).
- Рассчитывают материальный баланс разгонки нефти по
фракциям и заполняют таблицу 3.1.
- Построение ИТК производят как указано выше в координатах
температура – выход фракций в % мас. (или в % об.) (стр. 66).
- На основе анализа построенной ИТК делают выводы, касающиеся состава исследуемой нефти.
74
Риcунок 3.5 - Установка для простой перегонки нефти
75
Таблица 3.1 - Материальный баланс разгонки нефти по фракциям.
№
Т кип
фракции,0С
Вес пусто-
го прием-
ника, г
Вес приемника с
фракцией,
г
Выход фракции на нефть
г.
масс.%
∑масс.%
1
н.к.-75
2
75-100
3
100-125
4
125-150
5
150-175
6
175-200
7
200-225
8
225-250
9
Мазут
10
Потери
76
Контрольные вопросы.
1. Сущность и значение построения кривой истинных темпера-
тур кипения.
2. Определение термина « пределы выкипания фракций».
3. Первичные и вторичные процессы переработки нефти.
4. Виды перегонки нефти.
4.1 Простая перегонка нефти.
4.1.1. Перегонка с постепенным испарением.
4.1.2. Перегонка с однократным испарением.
4.1.3 Перегонка с многократным испарением.
4.2. Сложная перегонка нефти.
5. Промышленные установки перегонки нефти.
5.1. Атмосферные трубчатые установки.
5.2. Атмосферно – вакуумные трубчатые установки.
77
Библиографический список
1. Гуревич И.Л. Общие свойства и первичные методы переработ-
ки нефти и газа / И.Л. Гуревич. – М.: Химия, 1972 – 360 с.
2. Леффлер Уильям Л. Переработка нефти / У. Л. Леффлер. – М:
Олимп - бизнес, 2003 – 224 с.
3. Бухаров С.В. Технология тонкого органического синтеза /
С.В. Бухаров, Г.Н. Нугуманова. – Казань: КГТУ, 2007 – 264 с.
4. Рябов В.Д. Химия нефти и газа / В.Д. Рябов. – М.: Техника,
2004 – 288 с.
5. Смидович Е.В. Крекинг нефтяного сырья и переработка угле-
водородных газов / Е.В. Смидович. – М.: Химия, 1980 – 328 c.
6. Левченко Д.Н. Эмульсии нефти с водой и методы их разруше-
ния / Д.Н. Левченко [и др.]. – М.: Химия, 1967. – 200 с.
7. Шенфельд, Н Поверхностно-активные вещества на основе ок-
сида этилена / Н. Шенфельд, – М.: Химия, 1982 – 749 с.
8. Ланге К.Р. Поверхностно-активные вещества / К.Р. Ланге. –
СПб.: Профессия, 2005. – 240 с.
9. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и
природного газа / А. К. Мановян. – М.: Химия, 2001. – 568 с.
10. Ахметов С.А. Технология глубокой перерботки нефти и газа./
С.А. Ахметов. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.
11. Тронов В.П. системы нефтегазосбора и гидродинамика основ-
ных технологических процессов / В.П. Тронов. – Казань: Фэн,
2002. – 512 с.
12. Ахметов С.А. Технологии и оборудование процессов перера-
ботки нефти и газа / С.А. Ахметов [и др.]. – СПб.: Недра, 2006
– 868 с.
13. BP Statictiral Review of World energy / June 2011 – 6 p.
14. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды /
Г.С. Лутошкин. – М.: Недра. 1977. – 192 с.
15. Эрих В.Н. Химия и технология нефти и газа / В.Н. Эрих,
М.Г. Расина, М.Г. Рудин. – 1977. – 424 с.
78
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. СОСТАВ НЕФТИ 3
1.1 Элементный состав нефти 7
1.1.1 Парафиновые углеводороды 8
1.1.2 Нафтеновые углеводороды 9
1.1.3 Ароматические углеводороды 10
1.1.4. Гетероатомные соединения нефти 13
1.1.5. Смолисто-асфальтеновые вещества 19
1.1.6 Минеральная часть нефти 20
1.2 Фракционный состав нефти 21
Контрольные вопросы 23
2. ПОДГОТОВКА НЕФТИ 24
2.1 Дегазация нефти 26
2.2 Обезвоживание и обессоливание нефти 29
2.2.1 Нефтяные эмульсии 30
2.2.2 Разрушение нефтяных эмульсий 31
Лабораторный практикум 48
Контрольные вопросы 63
3 ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ 65
Лабораторный практикум 73
Контрольные вопросы 77
Библиографический список 78
79
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
Ч.Б. Медведева, Т.Н. Качалова, Р.Г. Тагашева
ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ: ХИМИЯ
И ТЕХНОЛОГИЯ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ
Ответственный за выпуск проф. Ф.Р. Гариева
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]