1.2.Теоретические основы и технология процессов первичной переработки нефти и газов

1.2.1. Назначение первичной перегонки

Нефтьпредставляет собой чрезвычайно сложную смесь взаимно растворимых углеводородов. Разделить ее нацело на составляющие компоненты практически невозможно, но этого для промышленного применения нефтепродуктов и не требуется. В промышленной практике нефть делят на фракции, различающиеся температурными пределами перегонки. Это разде­ление проводится на установках первичной перегонки нефти с при­менением процессов дистилляции и ректификации.

Полученные фракции служат сырьем для дальнейшей пере­работки или используются как товарные продукты. Первый технологический процесс переработки нефти – это первичная перегонка. На каждом нефтепере­рабатывающем заводе имеются установки первичной перегонки нефти.

1.2.2. Дистилляция

Дистилляцией или перегонкой называется про­цесс разделения смеси взаимно растворимых жидкостей на фрак­ции, отличающиеся по температурам кипения как друг от друга, так и от исходной смеси. При перегонке смесь нагревается до кипения и частично испаряется. Получаемые пары отбираются и конденсируются. Перегонкой получают дистиллят и остаток, ко­торые по составу отличаются от исходной смеси.

Перегонка применяется с однократным, многократ­ным или постепенным испарением.

При однократном испарении в течение всего времени нагревания смеси нефтепродуктов до определенной конечной температуры обра­зующиеся пары не выводятся из системы и остаются в контакте с жидкостью. Когда как нагревзаканчивается, вся парожидкостная смесь выводится в сепаратор. Здесь образовав­шиеся пары однократно отделяются от жидкости.

При многократном осуществлении процесса разделение фаз про­изводится в несколько приемов. Многократное испарение состоит из повторяющегося несколько раз процесса однократного испаре­ния. Первоначально происходит отделение паров от жидкости, а за­тем—на второй ступени—жидкая фаза, оставшаяся при отделе­нии паров в первой ступени, вновь испаряется и т. д.

При постепенном испарении, образующиеся пары по мере их образования непрерывно выводятся из перегонного аппарата. По­степенное испарение применяетсяпри лабораторной практике при определении фракционного состава (разгонка по Энглеру), а в промышленной практике прежде использова­лось при перегонке на кубовых установках.

При однократном испарении низко­кипящие фракции переходят в пары и остаются в аппарате, снижая при этом парциальное давление испаряющихся высококипящих фракций, что дает возможность вести перегонку при более низких температурах.

Наоборот, при постепенном испарении, сначала отго­няют легкие фракции, а в конце отгоняют тяжелые. Поэтому легкие фракции, превращенные в пары и выведенные из аппарата, не влияют на температуру кипения тяжелых фракций. Благодаря влиянию легких фракций, применяя однократное испарение, можно снизить конец кипения перегоняемого сырья на 50—100 °Спо сравнению с постепенным испарением.

На современных установках перегонка нефти проводится с при­менением однократного испарения.

Как известно, в составе нефти имеются углеводороды, кипя­щие при атмосферном давлении в интервале температур 400—500 °С и выше в то время как термическая стабильность углеводородов сохраняется только до 380—400 °С. При более высо­кой температуре начинается процесс разложения — крекинга угле­водородов, причем наиболее высококипящие углеводороды нефти обладают наименьшей термической стабильностью.

Для того чтобы избежать разложения углеводородов, надо по­низить температуру их кипения. Это достигается перегонкой нефти под вакуумом. Нефтяная фракция, выкипающая при атмосферном давлении в интервале температур 450—500 °С, может быть пере­гнана под вакуумом (остаточное давление 20—40 мм рт. ст.) при 200—250 °С.

Для понижения температуры кипения в практике нефтепере­работки применяют также перегонку с водяным паром, который снижает парциальное давление углеводородов.

Понизить температуру кипения фракции можно и перегонкой с инертным газом (азот, углекислый газ и т. д.). Однако этот ме­тод не нашел распространения, так как присутствие инертного газа ухудшает условия конденсации нефтяных фракций. На современных установках первичной перегонки нефти приме­няют совместное действие пониженного давления и ввода водяного пара.