Первичная переработка нефти

e="text-align:justify">Процесс заключается в разделении нагретой в печи нефти на отдельные фракции в ректификационной колонне - цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены контактные устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость - вниз. Ректификационные колонны различных размеров и конфигураций применяются практически на всех установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в них варьируется от 20 до 60. Предусматривается подвод тепла в нижнюю часть колонны и отвод тепла с верхней части колонны, в связи с чем температура в аппарате постепенно снижается от низа к верху. В результате сверху колонны отводится бензиновая фракция в виде паров, а пары керосиновой и дизельных фракций конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, мазут остаётся жидким и откачивается с низа колонны.

Казалось бы, при текущем уровне научно-технического прогресса можно без труда определить химический состав сырой нефти. Но проблема в том, что распознать сотни и сотни химических соединений в условиях заводской лаборатории – задача исключительно сложная. Поэтому нефть делят на фракции в зависимоcти от температуры кипения и плотности. В лаборатории проводят «тренировочную» перегонку, чтобы узнать, какое количество бензина, керосина, смазочных   масел, парафина и мазута можно получить из поступившей на завод нефти  (нефти сильно различаются по  химическому составу, поэтому из одних можно получить больше смазочных масел и парафинов, из других – больше бензина). И только после этого приступают к промышленной перегонке.

Этот   интересный   процесс   происходит  в ректификационной колонне – специальном   аппарате  для   разделения нефти на фракции. Если вы когда-нибудь проходили или проезжали мимо нефтеперерабатывающего завода, вы   наверняка видели эти   огромные сооружения:  высота   такой колонны  может   превышать 60 м. Будучи настоящим произведением   технологического искусства, она позволяет разделить субстанции, температура  кипения которых отличается менее чем на 6oС.

Нефть, нагретую   в змеевике до 320-390oС, подают в колонну в виде смеси  горячей   жидкости и пара. Там   пары тяжелых, а потом легких фракций последовательно конденсируются и оседают на специальных тарелках – их может быть от 30 до 60. В результате

 

 

получают прямогонный бензин (температура  кипения 30-160oС), нафту, которую   еще называют лигроином (105-160oС), керосин (160-230oС), газойль (230-400oС) и мазут, остающийся после отделения остальных фракций.

Бензин и нафту  затем  подвергают   каталитическому риформингу. При температуре 320-520oС и давлении в 15-40  атмосфер  в   присутствии платиновых катализаторов получают бензин с высоким октановым числом   и ароматические углеводороды – бензол, толуол, ксилол и другие. Последние используются в качестве сырья для нефтехимической промышленности. Кроме того, во время процесса риформинга  выделяется   водород,   который можно использовать, например, для   гидроочистки.

 

3.2. Вакуумная перегонка

 

Вакуумная  перегонка   предназначена   для   отбора   от  мазута масляных дистиллятов на НПЗ топливно-масляного  профиля, или широкой масляной фракции (вакуумного газойля) на НПЗ топливного профиля. Остатком вакуумной перегонки является гудрон.
Необходимость отбора масляных фракций под вакуумом обусловлена тем, что при температуре свыше 380°С начинается термическое разложение углеводородов (крекинг), а конец кипения вакуумного газойля - 520°С и более. Поэтому перегонку ведут при остаточном давлении 40-60 мм рт. ст., что позволяет снизить максимальную температуру в аппарате до 360-380°С.

Разряжение в колонне создается при помощи соответствующего оборудования, ключевыми аппаратами являются паровые или жидкостные эжекторы

 

 

4. Стабилизация и вторичная перегонка бензина

 

Получаемая на атмосферном  блоке бензиновая  фракция содержит газы (в основном пропан и бутан) в объёме, превышающем требования по качеству, и не может использоваться ни в качестве компонента автобензина, ни в качестве товарного прямогонного бензина. Кроме того, процессы нефтепереработки, направленные на повышение октанового числа бензина и производства ароматических углеводородов в качестве сырья используют узкие бензиновые фракции. Этим обусловлено включение в технологическую схему переработки нефти данного процесса (рис.4), при котором от бензиновой фракции отгоняются сжиженные газы, и осуществляется её разгонка на 2-5 узких фракций на соответствующем количестве колонн.

Продукты первичной переработки нефти охлаждаются в теплообменниках, в которых отдают тепло поступающему на переработку холодному сырью, за счет чего осуществляется экономия технологического топлива, в водяных и воздушных холодильниках и выводятся с производства. Аналогичная   схема теплообмена используется   и   на   других   установках НПЗ.

Современные установки первичной переработки зачастую являются комбинированными   и могут включать в себя вышеперечисленные процессы в различной конфигурации. Мощность таких установок составляет от 3 до 6 млн. тонн по сырой нефти в год.
На   заводах   сооружается   несколько  установок  первичной переработки во избежание полной остановки завода при выводе одной из установок в ремонт.

 

 

 

5. Промышленные установки по первичной переработке нефти

 

Процесс   первичной   переработки   нефти  (прямой перегонки), с целью получения нефтяных фракций, различающихся по температуре кипения   без термического   распада, осуществляют в кубовых или трубчатых   установках   при   атмосферном   и   повышенном   давлениях   или в вакууме. Трубчатые   установки отличаются более низкой достаточной   температурой перегоняемого сырья, меньшим крекингом сырья, и большим КПД. Поэтому   на  современном этапе нефтепереработки трубчатые установки входят в состав всех нефтеперерабатывающих заводов и служат поставщиками как товарных нефтепродуктов, так и сырья для вторичных процессов (каталитического крекинга, риформинга, гидрокрекинга, коксования, изомеризации и др.).

В зависимости от давления в ректификационных колоннах трубчатые установки подразделяются на атмосферные (АТ). Вакуумные (ВТ) и атмосферно-вакуумные (АВТ).

По числу ступеней испарения (количеству ректификационных колон) различают трубчатые установки

однократного испарения — на одной ректификационной колонне получает все дистилляты — от бензина до вязкого цилиндрового. Остатком перегонки является гудрон.

двукратного испарения — сначала при атмосферном давлении нефть перегоняется до мазута, который потом перегоняется в вакууме до получения в остатке гудрона. Эти процессы идут в двух колоннах.

трехкратного испарения — используются две атмосферные колонны и одна вакуумная. В первой колоне из нефти отбирают только бензин, во второй — отбензиненая нефть перегоняется до мазута, в третей — мазут до гудрона.

четырехкратного испарения — установка с доиспарительной вакуумной колонной для гудрона в концевой части.

Широкое распространение нашла комбинация ЭЛОУ-АВТ-комплекс вторичной  переработки. Технологическая схема комбинированной установки   ЭЛОУ-АВТ   приведена на рис.2. Подогретая в теплообменниках — 1 нефть с температурой 120—140°С поступает в комплекс дегидраторов — 2, где подвергается термохимическому и электрообезвоживанию и обессоливанию в присутствии воды, деэмульгатора и щелочи. Подготовленная таким образом нефть снова дополнительно подогревается в теплообменниках и с температурой 220°С поступает в колонну — 3. Сверху этой колонны отбирается фракция легкого бензина и выводится через теплообменник и сепаратор — 4, откуда частично изымается для орошения колонны. Остаток снизу колонны подается в печь — 5, где нагревается до 330°С, и поступает в качестве дополнительной горячей струи в колонну — 3 и  как сырье в колонну — 6. Сверху колонны — 6

отбирается тяжелый бензин и выводится через теплообменник и газосепаратор — 8, частично возвращаясь в качестве оросителя назад в колонну.  Сбоку колонны отбираются промежуточные фракции, для чего служат   корректоры   температуры и отпарные колонны — 7, где отбираются фракции 140-240°С, 240-300°С, 300-350°С. Мазут снизу колонны — 6 подается в печь —9 , где нагревается до температуры 420°С, и поступает в вакуумную колонну —10, работающую при остаточном давлении 40 мм рт. ст. Водяные пары, газообразные продукты разложения и легкие пары сверху   колонны  поступают в барометрический конденсатор —12, несконденсировавшиеся   газы отсасываются эжектором —11. Сбоку колонны   отбирают   боковые   продукты   вакуумной   колонны, остаток снизу — гудрон. Бензины получаемые в колоннах —3 и 6 поступают в стабилизатор —13. Газ из газосепараторов —4, 8 и 14 подается в абсорбер —15, орошаемый стабильным бензином из колонны —13. А получаемый сверху колонны —15 сухой газ   сбрасывается   к форсункам печей.

6. Продукты первичной переработки нефти

 

Наименование	Интервалы кипения  (состав)	Где отбирается	Где используется (в порядке приоритета)
Рефлюкс стабилизации	Пропан, бутан, изобутан	Блок стабилизации	Газофракционирование, товарная продукция, технологическое топливо
Стабильный прямогонный бензин (нафта)	н.к.-180	Вторичная перегонка бензина	Смешение бензина, товарная продукция
Стабильная легкая бензиновая	н.к.-62	Блок стабилизации	Изомеризация, смешение бензина, товарная продукция
Бензольная	62-85	Вторичная перегонка бензина	Производство соответствующих ароматических углеводородов
Толуольная	85-105	Вторичная перегонка бензина
Ксилольная	105-140	Вторичная перегонка бензина
Сырьё каталитического риформинга	85-180	Вторичная перегонка бензина	Каталитический риформинг
Тяжелая бензиновая	140-180	Вторичная перегонка бензина	Смешение керосина, зимнего дизтоплива, каталитический риформинг
Компонент керосина	180-240	Атмосферная перегонка	Смешение керосина, дизельных топлив
Дизельная	240-360	Атмосферная перегонка	Гидроочистка, смешение дизтоплив, мазутов
Мазут	360-к.к.	Атмосферная перегонка (остаток)	Вакуумная перегонка, гидрокрекинг, смешение мазутов
Вакуумный газойль	360-520	Вакуумная перегонка	Каталитический крекинг, гидрокрекинг, товарная продукция, смешение мазутов.
Гудрон	520-к.к.	Вакуумная перегонка (остаток)	Коксование, гидрокрекинг, смешение мазутов.

 

 

 

Вывод

 

Существуют первичная и вторичная переработки нефти. Первичными являются процессы разделения нефти на фракции перегонкой, вторичные процессы – это деструк-тивная (химическая) переработка нефти и очистка нефтепродуктов.

Перегонка нефти – первый технологический процесс переработки нефти. Это про-цесс разделения взаиморастворимых жидкостей на фракции, которые отличаются по тем-пературам кипения.

При однократном испарении и последующей конденсации паров получают две фракции: легкую, в которой содержатся больше низкокипящих компонентов, и тяжелую, в которой содержится меньше низкокипящих компонентов, чем в исходном сырье. При этом достичь требуемого разделения компонентов нефти и получить конечные продукты, кипящие в заданных температурных интервалах с помощью перегонки нельзя. В связи с этим после однократного испарения нефтяные пары подвергают ректификации.

Ректификация – массообменный процесс разделения жидкостей, различающихся по температурам кипения, за счет противоточного многократного конденсирования паров и жидкости. Теплоту, необходимую для проведения процесса получают в трубчатых печах, оборудованных горелками. В зависимости от свойств перерабатываемой нефти ректифи-кацию осуществляют либо на атмосферных трубчатых (АТ) установках, либо на установ-ках сочетающих атмосферную и вакуумную перегонку – атмосферно-вакуумных трубча-тых (АВТ) установках.