для чего используется вакуум в процессе перегонки нефти

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Содержание

Вакуумная перегонка

Перегонку нефти на промышленных установках непрерывного действия осуществляют при температуре не выше 370 °С, так как при более высокой температуре начинается крекинг (разложение УВ). В данном случае крекинг нежелателен, так как при этом образуются непредельные УВ, которые резко снижают качество нефтепродуктов. 1)

В результате атмосферной перегонки нефти при 350-370 °С остается мазут.

Перегонка в вакууме – метод выделения фракций из мазута. Вакуум понижает температуру кипения УВ и тем самым позволяет при 410-420 °С отобрать дистилляты, имеющие температуру кипения до 500 °С (в пересчёте на атмосферное давление). Нагрев мазута до 420 °С сопровождается некоторым крекингом УВ, но если получаемые дистилляты затем подвергаются вторичным методам переработки, то присутствие следов непредельных УВ не оказывает существенного влияния. При получении масляных дистиллятов разложение их сводят к минимуму: увеличивают расход водяного пара, уменьшают перепад давления в вакуумной колонне и т. д. Существующими методами удается поддерживать остаточное давление в ректификационных колоннах 20-60 мм рт. ст. Наиболее резкое снижение температуры кипения УВ наблюдается при остаточном давлении ниже 50 мм рт. ст. Следовательно, целесообразно применять самый высокий вакуум.

Чтобы увеличить отбор дистиллятов из мазутов, в вакуумную колонну подают перегретый водяной пар или перегоняют полученный остаток (гудрон) с испаряющим агентом – лигроино-керосиновой фракцией. 2)

Типичная колонна вакуумной перегонки первой стадии может производить газойли, базовые компоненты смазочных масел и тяжёлые остатки для деасфальтизации пропаном. Колонна второй стадии, работающая при более низком вакууме, дистиллирует избыточный остаток из колонны атмосферной перегонки, который не используется при изготовлении исходного сырья смазки, и избыточный остаток из первой башни вакуумной перегонки, не использующийся для деасфальтизации. 4)

Вакуумные колонны

Вакуумные колонны применяют для ректификации высоко-кипящих смесей УВ в глубоком (свыше 700 мм рт. ст.) вакууме и при высоких (до 430 °С) температурах. При общей высоте этих аппаратов 15-30 м диаметр их достигает 12 м. Для работы с коррозионно-неагрессивной нефтью вакуумные колонны изготовляют из углеродистой стали. При переработке сернистого сырья вакуумные колонны выполняют из биметалла, а внутренний слой и тарелки – из легированной стали. В отгонной (нижней) части диаметр корпуса вакуумных колонн в 1,5-2 раза меньше, чем в концентрационной. Это объясняется меньшим объёмом восходящего потока нефтяных паров и стремлением уменьшить разложение гудрона, снизив время его пребывания в зоне высоких температур.

При постоянных температуре и расходе водяного пара увеличение числа тарелок приводит к повышению давления в питательной секции и к снижению глубины отбора. В отгонной части (секции) вакуумной колонны обычно установлено 4-6 тарелок. Остаточное давление в эвапорационном пространстве 5) современных колонн достигает 15-17 мм рт. ст., а на выходе паров из колонны 5 мм рт. ст. Над вводом сырья в колоннах устанавливают отбойные тарелки из спрессованной проволочной сетки. Тарелка орошается флегмой, что почти полностью устраняет проскок капель гудрона через сетку в концентрационную часть колонны. Для борьбы со вспениванием вместе с сырьём из печи вводят силикон (около 0,75 мг/л сырья). Подобно атмосферным, вакуумные колонны снабжаются внутренними, а чаще выносными отпарными колоннами.

В итоге получается основной продукт – тяжёлый вакуумный газойль (с концом кипения 550 °С). Он прозрачен, имеет низкую коксуемость и ничтожное содержание металлоорганических соединений ванадия, никеля и железа. 6)

Тяжелый продукт, который остается на дне колонны, называется остаток вакуумной перегонки и используется в качестве сырья для производства битума или термического крекинга, а также как компонент для получения остаточного топлива. 7)

Поскольку на практике вакуумная перегонка тоже имеет свои ограничения, точку выкипания прямогонного остатка — т.е. температуру полного выкипания сырой нефти — определить невозможно. При столь высоких температурах вакуумную перегонку не проводят. 8)

Источник

ПЕРЕГОНКА НЕФТИ В ВАКУУМЕ.

Высокая температура нагрева сырья вызывает разложение углеводородов. Перегонка в вакууме основана на том, что при уменьшении внешнего давления над жидкостью понижается температура ее кипения. Практически это означает следующее: углеводороды, кипящие, например, при 500 о С при атмосферном давлении, можно перегонять при давлении в несколько миллиметров ртутного столба уже при 200–250 о С [2].

На современных вакуумных установках применяют следующие технологические схемы перегонки мазута:

1) однократное испарение всех отгоняемых фракций в одной вакуумной колонне;

2) однократное испарение с применением отпарных колонн;

3) двукратное испарение отгоняемых фракций в двух вакуумных колоннах (по остатку или дистилляту).

Получаемые при вакуумной перегонке мазута-дистилляты могут быть использованы в качестве сырья каталитического крекинга (работа по топливной схеме) и в качестве фракций для производства масел (работа по масляной схеме). При работе по топливной схеме на установке получается одна широкая фракция, направляемая в качестве сырья (широкого вакуумного отгона) на установки каталитического крекинга. Если вакуумная перегонка ведется с целью получения масляных дистиллятов, то к качеству фракций предъявляются более жесткие требования [9].

В вакуумной колонне применяют ограниченное количество тарелок (так как увеличение числа тарелок приводит к повышению давления в питательной секции и к снижению глубины отбора [3]) с низким гидравлическим сопротивлением или насадку; используют вакуум создающую систему (ВСС), обеспечивающую достаточно глубокий вакуум. Количество тарелок в отгонной секции ограничено (4–6), чтобы обеспечить малое время пребывания нагретого гудрона. С этой целью одновременно уменьшают диаметр куба колонн, чтобы он был в 1,5–2 раза меньше диаметра концентрационной части [10]. Из-за больших потоков паров, находящихся в глубоком вакууме, диаметр таких колонн значительно больше диаметра атмосферных и составляет 8–12 м. В результате этого распределение жидкости и барботаж в колонне неравномерны, что приводит к малой эффективности тарелок [8]. Чтобы снизить дополнительно температуру перегонки, вводят водяной пар.

Оптимальность работы вакуумного блока определяется следующими факторами:

— качеством мазута по содержанию светлых нефтепродуктов, выкипающих до 350 o С;

— технологическим режимом работы узлов подсистемы (температура нагрева сырья в печи);

— конструкцией устройств ввода сырья и зоны испарения вакуумной колонны;

— соответствием показателей (водяной пар, охлаждающая вода) технологическому проекту (их параметры);

— конструкцией контактных устройств [15];

— остаточным давлением в верхней части колонны (чем оно меньше, тем меньше нагрев сырья в печи, то есть меньше затрат);

— перепадом давления в колонне и трансферной линии, соединяющей колонну с нагревательной печью [16].

ПЕРЕГНКА МАЗУТА ПО ТОПЛИВНОМУ ВАРИАНТУ.

Вакуумная перегонка мазута по топливному варианту, как уже отмечалось выше, предназначена для получения газойля с температурами выкипания 350–500 о С. Эта фракция должна быть светлой или слегка окрашенной, свободной от смолисто-асфальтеновых веществ и содержать минимальные концентрации металлов, особенно Ni и V, которые сильно влияют на активность и срок службы катализаторов, применяемых при каталитическом крекинге, гидрокрекинге, пиролизе вакуумного газойля [5], поэтому при эксплуатации промышленных установок ВТ исключительно важно уменьшить унос жидкости (гудрона) в концентрационную секцию вакуумной колонны в виде брызг, пены, тумана и т.д. В этой связи вакуумные колонны по топливному варианту имеют при небольшом числе тарелок (или невысоком слое насадки) развитую питательную секцию: отбойники из сеток и промывные тарелки, где организуется рециркуляция затемненного продукта. Для предотвращения попадания металлоорганических соединений в вакуумный газойль иногда в сырье вводят антипенную присадку типа силоксан [10].

Помимо проблемы уноса жидкости усиленное внимание уделяется обеспечению благоприятных условий для отбора целевого продукта без заметного разложения.

Для снижения температуры низа колонны организуют рецикл (квенчинг) частично охлажденного гудрона [10].

Число тарелок в таких колоннах невелико (8–14) [3]. Дистиллятных фракций может быть одна или две, с выводом через отпарные колонны или без них. Если же используются отпарные колонны, то организуют и циркуляционные орошения [10]. Принципиальная технологическая схема вакуумной колонны по топливному варианту приведена на рис. 1.3.

Мазут, отбираемый с низа атмосферной колонны блока АТ, прокачивается параллельными потоками через печь в вакуумную колонну. Смесь нефтяных и водяных паров, газы разложения и воздух, засасываемый через неплотности с верха вакуумной колонны поступают в вакуум создающую систему [10]. Верхним боковым погоном вакуумной колонны отбирают фракцию легкого вакуумного газойля (соляр). Часть его после охлаждения в теплообменниках возвращается на верх колонны в качестве верхнего циркуляционного орошения.

Вторым боковым погоном отбирают широкую газойлевую фракцию. Часть ее после охлаждения используется как среднее циркуляционное орошение вакуумной колонны. Балансовое количество целевого продукта вакуумного газойля после теплообменников и холодильников выводится с установки и направляется на дальнейшую переработку.

С нижней тарелки концентрационной части колонны выводится затемненная фракция, часть которой используется как нижнее циркуляционное орошение, а часть может выводиться с установки или использоваться как рецикл вместе с загрузкой вакуумной печи.

С низа вакуумной колонны отбирается гудрон, и после охлаждения он направляется на дальнейшую переработку. Часть гудрона после охлаждения в теплообменнике возвращается в низ колонны в качестве квенчинга. В низ вакуумной колонны подается водяной пар [10].

Рис. 3.1. Принципиальная схема блока вакуумной перегонки мазута по топливному варианту:

1 – вакуумная колонна; 2 – вакуумная печь; 3 – теплообменник; I – мазут; II – неконденсируемые газы и водяной пар на ВСС; III – легкий вакуумный газойль; IV – тяжелый вакуумный газойль; V – гудрон; VI – квенчинг; VII – затемненная фракция; VIII – водяной пар

ПЕРЕГНКА МАЗУТА ПО МАСЛЕННОМУ ВАРИАНТУ.

Перегонка мазута масляного профиля – это выделение узких масляных фракций заданной вязкости, являющихся базовой основной для получения товарных масел путем последующей многоступенчатой очистки от нежелательных компонентов (смолистых, асфальтеновых соединений, полициклических ароматических углеводородов, твердых парафинов). Качество масел будет зависеть, в первую очередь, от фракционного состава нефти. Для получения масел высокого качества рекомендуется получать узкие 50-градусные масляные фракции (350–400; 400–450 и 450–500 о С) с минимальным налеганием температур кипения смежных дистиллятов (не более 30–60 о С) [10]. Для обеспечения требуемой четкости погоноразделения на ректификационных колоннах устанавливают большее число тарелок (до 8 на каждый дистиллят), применяют отпарные секции; наряду с одноколонными широко применяют двухколонные схемы перегонки (по остатку или по широкой масляной фракции) [10].

Плюсы и минусы технологических схем перегонки мазута по масляному варианту приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Технологические схемы перегонки мазута по масляному варианту

При перегонке мазута по схеме с однократным испарением требуются следующие условия: число тарелок должно быть 12–14, из них половина в отгонных секциях; эффективность тарелок должна быть не ниже 0,7–0,8; испарение сырья в зоне питания должно быть на несколько процентов больше суммы отбираемых дистиллятов; циркуляционное орошение целесообразно устанавливать на верхних тарелках (обычно на четырех); пары из отпарных секций в основную колонну следует подавать на одну тарелку выше отвода жидкости в боковую отпарную секцию; перепад давления по паровым линиям должен быть минимальным; температура нагрева не выше 420 о С [5].

Температура нагрева при двукратном испарении по широкой масляной фракции следующая: на входе в первую колонну 400–420 о С, а второй ступени 350–360 о С [10].

Схемы перегонки по масляному варианту представлены на рис. 3.2. и 3.3.

Мазут нагревается в вакуумных печах до максимально допустимой температуры и поступает на разделение в вакуумную колонну, с верха отбираются неконденсируемые газы и водяной пар. При одноколонной перегонке боковыми погонами отбираются маловязкий, средневязкий и высоковязкий дистилляты, а снизу выводится гудрон (рис. 1.4а). При двухколонной схеме, связанной по широкой фракции, дистиллят из первой вакуумной колонны нагревается в печи и подается во вторую, где и происходит основное разделение на масляные дистилляты. Помимо них первым боковым погоном выводится легкий вакуумный газойль, снизу колонн – гудрон.

При перегонке же в двух колоннах по остатку, происходит сужение фракционного состава дистиллятных фракций (рис. 1.5). В первой вакуумной колонне первым боковым погоном отбирается легкий вакуумный газойль, вторым и третьим – маловязкий и первый погон средневязкого дистиллята (то есть в первой колонне отбирают более легкие дистилляты). Полугудрон с низа первой колонны через печь поступает во вторую вакуумную колонну, из укрепляющей части которой в виде боковых выводов отводятся второй погон средневязкого дистиллята и вязкий дистиллят, а снизу – гудрон [17]. Перегретый водяной пар подается в низ вакуумной колонны и отпарных секций, острый – в змеевики печей.

Рис. 3.2. Схемы перегонки мазута по масляному варианту при однократном (а) и двукратном испарении по широкой фракции (б):

Рис. 3.3. Схема перегонки мазута по масляному варианту двукратным испарением по остатку:

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Приложения лабораторного масштаба

Соединения с температурой кипения ниже 150 ° C обычно перегоняют при атмосферном давлении. Для образцов с высокими температурами кипения обычно используется установка короткоструктурной перегонки. Этот метод подробно проиллюстрирован в «Органическом синтезе».

Роторное испарение

Соображения безопасности

Безопасность является важным фактором, когда посуда находится под вакуумом. Царапины и трещины могут привести к взрывам при приложении вакуума. Обмотка стеклянной посуды лентой, насколько это возможно, помогает предотвратить опасное разбрасывание осколков стекла в случае взрыва.

Промышленные приложения

Промышленная вакуумная перегонка имеет несколько преимуществ. Для близкокипящих смесей может потребоваться много ступеней равновесия для разделения ключевых компонентов. Одним из способов уменьшения количества необходимых стадий является использование вакуумной перегонки. Вакуумные дистилляционные колонны (как показано на рисунках 2 и 3), обычно используемые на нефтеперерабатывающих заводах, имеют диаметр примерно до 14 метров (46 футов), высоту примерно до 50 метров (164 фута) и скорость подачи примерно до 25 400. кубометров в сутки (160 000 баррелей в сутки).

Вакуумная перегонка может улучшить разделение за счет:

Еще одним преимуществом вакуумной перегонки является снижение капитальных затрат за счет несколько более высоких эксплуатационных затрат. Использование вакуумной перегонки может уменьшить высоту и диаметр и, следовательно, капитальные затраты на дистилляционную колонну.

Вакуумная перегонка в нефтепереработке

Вакуумная перегонка также может быть названа «низкотемпературной перегонкой».

При перегонке сырой нефти важно не подвергать сырую нефть воздействию температур выше 370-380 ° C, потому что высокомолекулярные компоненты сырой нефти будут подвергаться термическому крекингу и образовывать нефтяной кокс при температурах выше этой. Образование кокса приведет к закупорке труб в печи, которые нагревают поток сырья в колонну перегонки сырой нефти. Забивание может также произойти в трубопроводе от печи к ректификационной колонне, а также в самой колонне.

Ограничение, налагаемое ограничением температуры сырой нефти на входе в колонну до температуры менее 370-380 ° C, дает остаточную нефть из нижней части атмосферной дистилляционной колонны, полностью состоящую из углеводородов, температура кипения которых превышает 370-380 ° C.

Абсолютное давление от 10 до 40 мм рт. Ст. В вакуумной ректификационной колонне увеличивает объем пара, образующегося на объем перегоняемой жидкости. В результате такие колонны имеют очень большой диаметр.

Дистилляционные колонны, подобные тем, что показаны на изображениях 1 и 2, могут иметь диаметр 15 метров и более, высоту примерно до 50 метров и скорость подачи примерно до 25 400 кубических метров в день (160 000 баррелей в день).

Масштабная очистка воды

Молекулярная дистилляция

Молекулярная дистилляция используется в промышленности для очистки масел.

Источник

Вакуумная Дистилляция Нефти

Технология процесса дистилляции под вакуумом

Еще горячий прямогонный остаток, образовавшийся в ректификационной колонне при атмосферной перегонке, направляют на установку вакуумной дистилляции нефти. Данная установка представляет собой приземистую колонну довольно большого диаметра, давление в которой понижается до 0,3- 0,4 атм с помощью специального насоса, расположенного в верхней ее части. При таких условиях легкая фракция остатка сразу закипает и испаряется.

Процесс испарения, естественно, сопровождается охлаждением, поэтому для поддержания температуры в колонну подается нагретый до 400 °С водяной пар. Таким образом регулируется не только температура, но и давление.

В результате вакуумной дистилляции нефти получают несколько фракций:

Утановка вакуумной дистилляции и схема процесса перегонки под вакуумом

Остающийся тяжелый продукт называется Остаток Вакуумной Перегонки. Он служит сырьем для производства битума, используется как компонент остаточного топлива, а также подвергается крекингу.

Вакуумная перегонка имеет свои технологические ограничения, поэтому верхнюю границу выкипания остатка определить невозможно. Однако, данный факт не имеет значения. Для характеристики остатков основными параметрами являются вязкость и плотность.

Источник

Первичные процессы переработки нефти на НПЗ, ее фракционный состав и устройство ректификационных колонн

Нефть состоит из множества компонентов — фракций, — свойства, область применения и технологии переработки которых различны. Первичные процессы нефтеперерабатывающего производства позволяют выделить отдельные фракции, подготовив тем самым сырье для дальнейшего получения всем нам хорошо знакомых товарных продуктов — бензина, дизеля, керосина и многих других

Стабильность прежде всего

Прежде чем попасть на производство, нефть еще на промысле проходит первоначальную подготовку. При помощи газонефтяных сепараторов из нее удаляют наиболее легкие, газообразные составляющие. Это попутный нефтяной газ (ПНГ), состоящий преимущественно из метана, этана, пропана, бутана и изобутана, то есть из углеводородов, в молекулах которых содержится от одного до четырех атомов углерода (от CH4 до C4H10). Этот процесс называется стабилизацией нефти — подразумевается, что после него нефть будет сохранять свой углеводородный состав и основные физико-химические свойства при транспортировке и хранении.

Объективно говоря, разгазирование пластовой нефти начинается еще в скважине по мере продвижения ее наверх: из-за падения давления в жидкости газ из нее постепенно выделяется. Таким образом, наверху приходится иметь дело уже с двухфазным потоком — нефть / попутный газ. Их совместное хранение и транспортировка оказываются экономически невыгодными и затруднительными с технологической точки зрения. Чтобы переместить двухфазный поток по трубопроводу, необходимо создать в нем условия постоянного перемешивания, чтобы газ не отделялся от нефти и не создавал в трубе газовые пробки. Все это требует дополнительных затрат. Намного проще оказывается пропустить газонефтяной поток через сепаратор и максимально отделить от нефти ПНГ. Получить абсолютно стабильную нефть, составляющие которой совсем не будут испаряться в атмосферу, практически невозможно. Некоторое количество газа все равно останется и будет извлечено в процессе нефтепереработки.

Кстати, сам попутный нефтяной газ — это ценное сырье, которое может использоваться для получения электроэнергии и тепла, а также в качестве сырья для нефтехимических производств. На газоперерабатывающих заводах из ПНГ получают технически чистые отдельные углеводороды и их смеси, сжиженные газы, серу.

Из истории дистилляции

Дистилляция, или перегонка, — процесс разделения жидкостей путем их испарения и последующей конденсации. Считается, что впервые этот процесс освоили в Древнем Египте, где он применялся при получении из кедровой смолы масла для бальзамирования тел умерших. Позднее смолокурением для получения кедрового масла занимались и римляне. Для этого горшок со смолой ставили на огонь и накрывали шерстяной материей, на которой собиралось масло.

Аристотель описал процесс дистилляции в своей работе «Метеорология», а также упоминал вино, пары которого могу вспыхнуть — косвенно подтверждение того, что его предварительно могли подвергнуть перегонке, чтобы повысить крепость. Из других источников известно, что вино перегоняли в III веке до н. э. в Древнем Риме, правда, не для получения бренди, а для изготовления краски.

Следующие упоминания дистилляции относятся к I веку н. э. и связаны с работами александрийских алхимиков. Позднее этот метод у греков переняли арабы, которые активно использовали его в своих опытах. Также достоверно известно, что дистилляцией алкоголя в XII веке занимались в Салернской врачебной школе. В те времена, впрочем, дистилляты спирта употреблялись не как напиток, а в качестве лекарства. В XIII веке флорентийский медик Тадео Альдеротти впервые осуществил фракционирование (разделение) смеси жидкостей. Первая книга, целиком и полностью посвященная вопросам дистилляции, была опубликована в 1500 году немецким врачом Иеронимом Бруншвигом.

Долгое время для перегонки применялись достаточно простые устройства — аламбик (медный сосуд с трубкой для отвода пара) и реторта (стеклянная кол-ба с узким и длинным наклонным носиком). Техника стала совершенствоваться в XV веке. Однако предшественники современных ректификационных колонн для перегонки нефти, в которых происходит теплообмен между противонаправленными потоками жидкости и пара, появились лишь в середине XIX века. Они позволили получать спирт крепостью 96% с высокой степенью очистки.

Также на месторождении от нефти отделяют воду и механические примеси. После этого она поступает в магистральный нефтепровод и отправляется на нефтеперерабатывающий завод (НПЗ). Прежде чем приступить к переработке, нефть необходимо очистить от содержащихся в ней солей (хлоридов и сульфатов натрия, кальция и магния), которые вызывают коррозию оборудования, оседают на стенках труб, загрязняют насосы и клапаны. Для этого используются электрообессоливающие установки (ЭЛОУ). Нефть смешивают с водой, в результате чего возникает эмульсия — микроскопические капельки воды в нефти, в которых растворяется соль. Получившуюся смесь подвергают воздействию электрического поля, из-за чего капли соленой воды сливаются друг с другом и затем отделяются от нефти.

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов и неуглеводородных соединений. С помощью первичной перегонки ее можно разделить только на части — дистилляты, содержащие менее сложную смесь. из-за сложного состава нефтяные фракции выкипают в определенных температурных интервалах.

Фракционный состав

Многие процессы на НПЗ требуют подогрева нефти или нефтепродуктов. Для этого используются трубчатые печи. Нагрев сырья до требуемой температуры происходит в змеевиках из труб диаметром

Нефть состоит из большого количества разных углеводородов. Их молекулы различаются массой, которая, в свою очередь, определяется количеством составляющих их атомов углерода и водорода. Чтобы получить тот или иной нефтепродукт, нужны вещества с совершенно определенными характеристиками, поэтому переработка нефти на НПЗ начинается с ее разделения на фракции.

Согласно исследованию нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, проведенному Американским нефтяным институтом, номенклатура нефтепродуктов, выпускаемых на современных НПЗ и имеющих индивидуальные спецификации, насчитывает более 2000 пунктов.

В одной фракции нефти могут содержаться молекулы разных углеводородов, но свойства большей части из них близки, а молекулярная масса варьируется в определенных пределах. Разделение фракций происходит путем перегонки нефти (дистилляции), основанной на том, что у разных углеводородов температура кипения различается: у более легких она ниже, у более тяжелых — выше.

Основные фракции нефти определяют по интервалам температур, при которой кипят входящие в них углеводороды: бензиновая фракция — 28—150°C, керосиновая фракция — 150—250°C, дизельная фракция, или газойль, — 250—360°C, мазут — выше 360°C. Например, при температуре 120°C большая часть бензина уже испарилась, но керосин и дизельное топливо находятся в жидком состоянии. Когда температура поднимается до 150°C, начинает кипеть и испаряться керосин, после 250°C — дизель.

Существует ряд специфических названий фракций, используемых в нефтепереработке. Так, например, головной пар — это наиболее легкие фракции нефти, полученные при первичной переработке. Их разделяют на газообразную составляющую и широкую бензиновую фракцию. Боковые погоны — это керосиновая фракция, легкий и тяжелый газойль.

От колонны к колонне

Ректификационная колонна

Ректификационная колонна — вертикальный цилиндр, внутри которого расположены специальные перегородки (тарелки или насадки). Пары нагретой нефти подаются в колонну и поднимаются вверх. Чем более легкие фракции испаряются, тем выше они поднимутся в колонне. Каждую тарелку, расположенную на определенной высоте, можно рассматривать как своего рода фильтр — в прошедших ее парах остается все меньшее количество тяжелых углеводородов. Часть паров, конденсировавшихся на определенной тарелке или не достигнув ее, стекает вниз. Эта жидкость, носящая название флегмы, встречается с поднимающимся паром, происходит теплообмен, в результате которого низкокипящие составляющие флегмы снова превращаются в пар и поднимаются вверх, а высококипящие составляющие пара конденсируются и стекают вниз с оставшейся флегмой. Таким образом удается достичь более точного разделения фракций. Чем выше ректификационная колонна и чем больше в ней тарелок, тем более узкие фракции можно получить. На современных НПЗ высота колонн превышает 50 м.

Простейшую атмосферную перегонку нефти можно провести путем обычного нагревания жидкости и дальнейшей конденсации паров. Весь отбор здесь заключается в том, что собирается конденсат паров, образовавшихся в разных интервалах температуры кипения: сначала выкипают и затем конденсируются легкие низкокипящие фракции, а затем средние и тяжелые высококипящие фракции углеводородов. Конечно, при таком способе говорить о разделении на узкие фракции не приходится, так как часть высококипящих фракций переходит в дистиллят, а часть низкокипящих не успевает испариться в своем температурном диапазоне. Чтобы получить более узкие фракции, применяют перегонку с ректификацией, для чего строят ректификационные колонны

50
метров и больше может достигать высота ректификационных колонн на современных нпз

Отдельные фракции могут подвергаться и повторной атмосферной перегонке для разделения на более однородные компоненты. Так, из бензинов широкого фракционного состава получают бензольную, толуольную и ксилольную фракции — сырье для получения индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола). Повторной перегонке и дополнительному разделению могут подвергать и дизельную фракцию.

Перегонка нефти на современных атмосферных установках может осуществляться как однократное испарение в одной ректификационной колонне, двукратное испарение в двух последовательно расположенных колоннах или перегонка с предварительным испарением легких фракций в колонне предварительного испарения.

Перегонка нефти на современных атмосферных установках и на атмосферных секциях комбинированных установок может осуществляться разными способами: как однократное испарение в одной ректификационной колонне, двукратное испарение в двух последовательно расположенных колоннах или перегонка с предварительным испарением легких фракций в колонне предварительного испарения. Также ректификационные колонны могут быть вакуумными, где конденсация паров происходит при минимальном давлении.

Фракции, кипящие при температуре свыше 360°C, при атмосферной перегонке (перегонке при атмосферном давлении) не отделяются, так как при более высокой температуре начинается их термическое разложение (крекинг): крупные молекулы распадаются на более мелкие и состав сырья меняется. Чтобы этого избежать, остаток атмосферной дистилляции (мазут) подвергают перегонке в вакуумной колонне. Так как в вакууме любая жидкость кипит при более низкой температуре, это позволяет разделить и более тяжелые составляющие. На этом этапе выделяются фракции смазочных масел, сырье для термического или каталитического крекинга, гудрон.

В ходе первичной переработки получают разные виды сырья, которые затем будут подвергаться химическим преобразованиям в рамках вторичных процессов. У них уже привычные названия — бензин, керосин, дизель, — но они еще не соответствуют требованиям к товарным нефтепродуктам. Их дальнейшая трансформация необходима, чтобы улучшить потребительские качества, очистить, создать продукты с заданными характеристиками и повысить глубину переработки нефти.

Источник