| Перегонка | ||
| безперервна на промислових установках | періодична лабораторна | |
| Малосірчиста високопарафіниста і малосмолиста нафта | 370-380 | 350-360 |
| мазут | 420-425 | |
| Сірчиста парафіниста смолиста нафтамазут для одержанняпаливних фракціймасляних фракційширока масляна фракція | 375-385400-410390-400350-360 | 330-340 |
| Високосірчиста парафіниста високосмолиста нафтамазут | 370-380390-400 | 320-330 |
Розкладання при перегонці погіршує експлуатаційні властивості нафтопродуктів: знижує їх в'язкість, температуру спалаху, стабільність до окислювання. З метою зменшення розкладання обмежують час перебування нафтових залишків при високих температурах. Час перебування, що рекомендується, мазуту в нижній частині атмосферної колони не більш 5 хв, гудрону в низу вакуумної колони -2-5 хв.
Коли температура кипіння нафтової суміші при атмосферному тиску перевищує температуру її термічного розкладання, при перегонці застосовують вакуум і водяну пару. Вакуум знижує температуру кипіння. Дія водяної пари аналогічна дії вакууму: знижуючи парціальний тиск компонентів суміші, вона викликає кипіння її при меншій температурі. Водяной пар використовують як при атмосферної, так і при вакуумній перегонці. При ректифікації його застосовують для відпарювання низкокипящих фракцій від мазуту і гудрону, з паливних і масляних фракцій. Сполучення вакууму з водяною парою при перегонці нафтових залишків забезпечує глибокий добір масляних фракцій (до 530-580 °С) [7].
Однак дія водяної пари як отпаривающего агента обмежено. Оскільки теплота на випар віднімається від рідини, що переганяється, то в міру збільшення витрати водяної пари температура її і, отже, тиск насичених пар знижуються. Отпарка поступово знижується, тому що тиск насичених пар рідини порівнюється з парціальним тиском нафтових пар. Найбільш ефективним є витрата водяної пари в межах 2-3% на сировину відгінної колони при числі теоретичних ступіней контакту 3-4. У цих умовах кількість отпариваемых з мазуту низкокипящих компонентів досягає 14-23%.
Температура водяної пари повинна бути не нижче температури нафтопродукту, що переганяється, щоб уникнути його обводнювання. Звичайно застосовують пару з температурою 380-420 0С, тиском 0,2-0,3 Мпа.
Технологія перегонки з водяною парою має свої переваги. Поряд зі зниженням парціального тиску нафтових пар, водяна пара інтенсивно перемішує киплячу рідину, запобігаючи можливі місцеві перегріви її, збільшує поверхня випару за рахунок утворення міхурів і струменів.
Водяной пар застосовують також для інтенсифікації нагрівання нафтових залишків у трубчастих печах при вакуумній перегонці. При цьому домагаються більшого ступеня випару нафтопродукту, запобігання закоксовывания труб. Витрата гострої пари в цьому випадку приймають 0,3-0,5% на сировину.
У деяких випадках отпарку легкокипящих фракцій для підвищення температури спалаху гасу і дизельного палива здійснюють не водяною парою, а однократним випаром. Цим запобігають утворення стійких водних емульсій у топ-ливах, видалення яких зв'язано з тривалим відстоєм.
Сировиною установок первинної перегонки служать нафта і газовий конденсат.
Нафти по своєму складі і властивостям розрізняються досить значно. Нафту прийнято оцінювати по технологічних ознаках як сировина для одержання палива для двигунів, олій. У 1967 р. була введена технологічна класифікація нефти (ДСТ 912-66), з 1981 р. діє технологічна індексація нефти (ОСТ 38.01197-80) [7].
Фізико-хімічні властивості нефти і складових їх фракцій впливають на вибір асортименту і технологію одержання нафтопродуктів. При визначенні напрямку переробки нафти прагнуть по можливості максимально корисно використовувати індивідуальні природні особливості їхнього хімічного складу.
Так, переробку нефти малосірчистих високопарафінистих (мангішлакської) і високосірчистих парафінистих (арланської) здійснюють по паливному варіанті з одночасним одержанням фракцій бензину, гасу, дизельного палива, вакуумного газойля і гудрону. При цьому гасову фракцію з малосірчистої парафінистої нафти використовують як розчинник (уайт-спирит); дизельне паливо і вакуумний газойль піддають депарафінізації для одержання відповідно рідких і твердих парафінів; з гудрону одержують сірчистий електродний кокс. Фракції з високосірчистих нафт - гасову, дизельну, вакуумний газойль - піддають гідро-знесірення для одержання відповідно товарних реактивного і дизельного палив, сировини каталітичного крекінгу. Гудрон використовують у виробництві залишкових і окислених бітумів, піддають вісбрекингу для одержання котельного палива.
Для виробництва мастил використовують нафти з високим виходом і якістю масляних фракцій. Їх переробляють за паливно-масляним варіантом.
При первинній перегонці нафти одержують різноманітний асортимент фракцій і нафтопродуктів, що розрізняються за температурними границями кипіння, углеводородному і хімічному складові, в'язкості, температурам спалаху, застигання й інших властивостях, пов'язаних з областю їх застосування і використання [5].
Вуглеводневий газ - складається переважно з пропану і бутанів, що у розчиненому вигляді містяться в поступаючих на переробку нафтах. У залежності від технології первинної перегонки нафти пропан-бутанову фракцію одержують у зрідженому або газоподібному стані. Її використовують як сировину газофракціонуючих установок з метою виробництва індивідуальних вуглеводнів, побутового палива, компонента автомобільного бензину.
Бензинова фракція 28-180 °С переважно піддається вторинній перегонці (чіткої ректифікації) для одержання вузьких фракцій (28-62, 62-85, 85-105, 105-140, 85-140, 85- 180 °С), що служать сировиною процесів ізомеризації, каталітичного риформінгу з метою виробництва індивідуальних ароматичних вуглеводнів (бензолу, толуолу, ксилолів), високо-октанових компонентів автомобільних і авіаційних бензинів; застосовується як сировину піролізу при одержанні етилену, рідше - як компонент товарних бензинів.
Гасова фракція 120-230 (240) °С використовується як паливо для реактивних двигунів, при необхідності піддається демеркаптанізації, гідроочищенню; фракцію 150-280 або 150-315 °С з малосірчистих нафт використовують як освітлювальні керосини, фракцію 140-200 С як розчинник (уайт-спирит) для лакофарбової промисловості.
Дизельна фракція 140-320 (340) °С використовується як дизельне паливо зимове, фракція 180-360 (380) 0С - у якості літнього. При одержанні із сірчистих і високосірчистих нафт потрібно попереднє знесірення фракцій. Фракції 200-320 °С и 200-340 °С з високо- і парафінових нафт використовують як сировину для одержання рідких парафінів депарафінізацією [2].
Мазут - залишок атмосферної перегонки нафти - застосовується як котельне паливо, його компонент або як сировину установок вакуумної перегонки, а також термічного, каталітичного крекінгу і гідрокрекінгу.
Широка масляна фракція 350-500 і 350-540 (580) °С - вакуумний газойль - використовується як сировина каталітичного крекінгу і гідрокрекінгу.
Вузькі масляні фракції 320 (350)-400, 350-420, 400-450, 420-490, 450-500 °С використовують як сировина установок виробництва мінеральних олій різного призначення і твердих парафінів.
Гудрон - залишок вакуумної перегонки мазуту - піддають деасфальтизації, коксуванню з метою поглиблення переробки нафти, використовують у виробництві бітуму, залишкових базових олій.
Вибір технологічної схеми і режиму перегонки залежить від якості нафти. Перегонку нафти з невеликою кількістю розчинених газів (0,5-1,2% по С4 включно), відносно невисоким змістом бензину (12-15% фракцій до 180 °С) і виходом фракцій до 350 °С не більш 45% вигідно здійснювати на установках (блоках) AT за схемою з однократним випаром і післяфракціонуванням утворених парової і рідкої фаз у складній ректифікаційній колоні.
Для перегонки легких нафт (типів 1 і 2 - самотлорська, шаїмська, туймазинська) з високим виходом фракцій до 350 °С (50-65%), підвищеним змістом розчинених газів (1,5- 2,2%) і бензинових фракцій (20-30%) доцільно застосовувати установки AT дворазового випару. Кращою є схема з попередньою ректифікаційною колоною часткового знебезнезинення нафти і наступною перегонкою залишку в складній атмосферній колоні. У першій колоні з нафти відбирають велику частину газу і низкокиплячих бензинових фракцій. Щоб більш повно скондесувати них, підтримують підвищений тиск (Рабс = 0,35-0,5 МПа). Завдяки цьому стає можливим понизити тиск в атмосферній колоні до Рабс = 0,14 - 0,16 МПа і тим самим реалізувати умови перегонки (температуру і витрата водяної пари у відгінну частину атмосферної колони), що забезпечують високий добір від потенціалу в нафті суми світлих нафтопродуктів [7].
За рахунок тепла, що повідомляється нафти, у регенеративних теплообмінниках у колоні часткового знебензинення відбирають 50-60% від потенціалу бензину. Прагнути до більшого відбору бензину за рахунок додаткового підведення тепла в низ колони або подачі водяної пари не випливає, тому що це підвищує витрати на перегонку. Крім того, склад сировини атмосферної колони настільки ускладнюється, що потрібно надмірно висока температура, що виявляється вище максимально припустимою.
Схема перегонки нафти з колоною попереднього часткового видалення бензину й основною складною ректифікаційною колоною набутила найбільшого застосування у вітчизняній нафтопереробці. Вона має достатню гнучкість і універсальністю і виявилася корисної в зв'язку з масовим перекладом установок AT і АВТ, запроектованих для перегонки нафти (тип 2), на перегонку більш легких нафт (тип 1) Західного Сибіру.