Процессы первичной переработки нефти 2 (стр. 4 из 5)

Если нефть позволяет получить масла, то из вакуумной колонны выводят два потока масляного дистиллята:
350-420°С (10-14%масс.)
420-500°С (12-16%масс.)

· Гудрон (XVII – остаточная часть нефти, остаток, выкипающий выше 500 ºС (10-20%масс.).

Цель переработки нефти (нефтепереработки) — производство нефтепродуктов, прежде всего, различных топлив (автомобильных, авиационных, котельных и т. д.) и сырья для последующей химической переработки Первичные процессы

Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой ее физическое разделение на фракции.

[править]Подготовка нефти

Нефть поступает на НПЗ в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).

[править]Атмосферная перегонка

Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.

Материальный баланс атмосферной перегонки западно-сибирской нефти

ПРЕДЕЛЫ ВЫКИПАНИЯ, °С	ВЫХОД ФРАКЦИИ, % (МАСС.)
Газ	1,1 %
Бензиновые фракции
<62°С	4,1%
62—85°С	2,4%
85—120°С	4,5%
120—140°С	3,0%
140—180°С	6,0%
Керосин
180—240°С	9,5%
Дизельное топливо
240—350°С	19,0%
Мазут	49,4%
Потери	1,0%

[править]Вакуумная дистилляция

Основная статья: Вакуум-дистилляция

Вакуумная дистилляция — процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжелый остаток называется гудроном. Может служить сырьем для получения битумов.

Установки первичной перегонки нефти

08 марта 2010

Опубликовал admin

Под первичной перегонкой нефти понимают совокупность физических процессов, направленных на ее разделение по фракциям в соответствии с их температурой кипения: до мазута (получаются светлые нефтепродукты); до гудрона (получаются масла).

При ректификации до мазута давление мало отличается от атмосферного (Рраб=0,11— 0,12 МПа или 1,1— 1,2 ата), поэтому установки по перегонке нефти до мазута называют атмосферными трубчатками (АТ).

При ректификации до гудрона процесс ведется, подвакуумом (РРаб=0,08 МПа или 600 мм рт. ст.), поэтому установки по перегонке нефти до гудрона называют вакуумными трубчатками (ВТ).

Существуют также установки по перегонке нефти сразу до гудрона. Они состоят из двух взаимосвязанных частей — атмосферной й вакуумной. Поэтому такие установки называют атмосферновакуумными трубчатками (АВТ).

В атмосферном блоке АВТ применяют три схемы разделения нефти: с одной сложной ректификационной колонной, с предварительным испарителем и сложной колонной, с предварительной отбензинивающей и сложной колоннами. Схема с предварительной отбензинивающей колонной и сложной ректификационной колонной наиболее распространена в отечественной практике (рис. 4.18).

Обессоленную и обезвоженную нефть прокачивают через теплообменники, где ее нагревают отводимыми с установками дистиллятами до 150—200 °С, затем она поступает в предварительную колонну К-1, в которой от нефти отделяют пары бензина и воды (ее остаточное содержание). Отбензиненную нефть из кубовой части направляют в печь для нагрева до' 250—350 °С и затем — в основную сложную ректификационную колонну К-2, которая состоит из 3—5 простых колонн (в зависимости от числа вводимых дистиллятов). Верхний дистиллят выводят в паровой фазе, остальные — жидкими боковыми погонами через отпарные секции, внутренние или выносные (как показано на схеме). Из нижней, кубовой части колонны, отводят мазут. Его подогревают в трубчатой печи до 400—450 °С и подают в вакуумную колонну К-Ю для получения масляных дистиллятов и вакуумного газойля, являющегося сырьем установок каталитического крекинга.

Для снижения температуры кипения разделяемых компонентов и предотвращения термического разложения сырья перегонку мазута осуществляют в вакууме. С увеличением вакуума температура кипения компонентов снижается, особенно компонентов с большой молекулярной массой. Вакуум в колонне создают барометрическими Конденсаторами и вакуумными насосами (поршневыми, ротационными, эжекторными или струйными), которые можно включать в различной последовательности.

Пожарная опасность установок первичной перегонки нефти характеризуется наличием большого количества ЛВЖ, ГЖ, их паров и углеводородных газов. Так, в некоторых аппаратах (ректификационных колоннах, трубчатых печах) находится одновременно от 20 до 30 т и более нефтепродуктов.

Показатели пожарной опасности нефтепродуктов колеблются в широких пределах. Так, Твсп: у нефтей — от — 35 до +36° и выше, бензинов —от —36 до —7°С, лигроинов —от —7 до +17°С, керосинов — от +15 до + 60°С и выше, мазутов---от+60 до +120 °С, минеральных масел — от + 120 до +220 °С.

Анализ этих цифр показывает, что в производственных условиях даже при нормальной работе технологического оборудования нефтепродукты могут иметь температуру, лежащую в температурных пределах воспламенения. Следовательно, горючая концентрация может образоваться не только в паровоздушном пространстве аппаратов, но и при выходе паров наружу.

При нормальной работе установок возможность образования горючей концентрации существует в дышащих аппаратах и в вакуумных ректификационных колоннах.

При образовании неплотностей или повреждений в вакуумных колоннах АВТ или ВТ будет происходить подсос наружного воздуха внутрь аппаратов. При этом возможны два случая, которые в основном зависят от места повреждения по высоте колонны и от температурного режима. Если Граб>Гсв фракций на соответствующей месту повреждения тарелке, то пары продукта, смешиваясь с воздухом, воспламеняются и установится диффузионное горение внутри колонны в виде факела. Если Tpsk6<TCB нефтепродукта, то подсасываемый воздух, смешиваясь с парами, будет образовывать горючую концентрацию. При этом возможен взрыв внутри аппарата.

При повреждениях аппаратов и трубопроводов нагретые нефтепродукты могут выходить наружу. При этом также возможны два случая. Если Граб выходящей жидкости меньше Гсв, то она будет растека
ться и интенсивно испаряться. В этом случае создается опасность образования горючей (в пределах воспламенения) паровоздушной смеси.

Если Граб выходящей жидкости больше или равна ее Гсв, то при контакте с воздухом она воспламеняется и, растекаясь, будет гореть.

Причины повреждения и специфические источники зажигания основных аппаратов установок первичной перегонки нефти (ректификационных колонн, трубчатых печей, теплообменников) раскрыты ранее (см. главу 3).

Развитая сеть различных коммуникаций (трубопроводные эстакады, лотки, система канализации), разлившиеся жидкости и облака парогазовоздушной смеси, образующиеся на аппаратном дворе при авариях технологического оборудования, — характерные пути для распространения пламени.

Установки крекинга нефти. Установки первичной перегонки нефти позволяют получить только 15—20 % светлых нефтепродуктов. Для увеличения выхода светлых нефтепродуктов из нефти, наряду с ее физическим разделением, используют химический способ — процесс расщепления (крекирования) тяжелых молекул углеводородов с целью получения более легких нефтепродуктов с улучшенными свойствами вследствие образования молекул кольчатого и изомерного строения.

В зависимости от условий проведения процесса крекинга различают термический и каталитический крекинг, которым соответствуют установки термического и каталитического крекинга.

Установки термического крекинга (ТК). На установках ТК расщепление молекул тяжелого сырья проводят под воздействием высокой температуры (около 500 °С) и при повышенном давлении (Реаб = 5—7 МПа (50— 70 ат).

Чтобы реакция расщепления проходила до конца, необходима большая длина змеевиков реактора. Для сокращения длины змеевика на практике за реактором устанавливают пустотелую колонну — первичный испаритель, где завершается процесс расщепления вследствие резкого снижения рабочего давления до 0,5—1 МПа (5— 10 ат). Колонну в связи с этим называют реакционной камерой.

Рассмотрим наиболее распространенную схему (рис. 4.19) термического крекинга. Сырье (чаще мазут), пройдя через теплообменник, с температурой около 80 °С поступает в верхнюю часть вторичного испарителя. Верхняя часть испарителя отделена от нижней, поэтому мазут не может стекать вниз, где находится крекинг — остаток с температурой около 400°С. Однако пары крекинг — остатка свободно проходят через слой мазута, нагревая его до 110—120 °С и обогащая своими легкими фракциями.

Из вторичного испарителя направляют в первую ректификационную колонну для его первичного разделения. Образующиеся легкие фракции из головной части этой колонны направляются для повторного разделения во вторую ректификационную колонну. В результате отгонки легких фракций в обеих колоннах, в их кубовых частях, образуются остатки, которые в зависимости от температуры кипения имеют различный состав. В первой колонне остаток называют тяжелым (его температура кипения около 400°С), во второй — легким (температура кипения около 300 °С). Тяжелый остаток подают в печь легкого крекинга (ПЛК), легкий остаток— в печь тяжелого (глубокого) крекинга (ПТК). Проходя по змеевикам печей при избыточном давлении около 5—6 МПа (50—60 ат) и нагреваясь (до 480 °С в ПЛК и до 500°С в ПТК), остатки подвергаются крекированию.