Способы переработки нефти физический способ
Название: ТОПЛИВО, СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ — Остриков В.В.
1.2. физические методы переработки нефти
К физическим методам переработки нефти относят разделение нефти на отдельные её фракции, выкипающие в различных определённых температурных интервалах (прямая перегонка); депарафинизацию дизельных топлив и масел; селективную очистку масляных дистиллятов; компаундирование топливных и масляных компонентов с целью получения товарных продуктов.
Перед перегонкой товарную нефть предварительно обессоливают и обезвоживают на промыслах и нефтеперерабатывающих заводах.
Обычно на промыслах наряду с отстаиванием осуществляют термохимическое обезвоживание и обессоливание добываемой нефти с использованием в качестве деэмульгаторов синтетических поверхностно-активных веществ. В зависимости от плотности и смолистости нефти, химического строения деэмульгаторов их расход составляет 5…50 г на тонну нефти.
На нефтеперерабатывающих заводах процессы обезвоживания и обессоливания нефти перед подачей её на первичную
переработку проводят, используя электротермохимические методы: 2–3-ступенчатая обработка в электродегидраторах и электрообессоливающей установке (ЭЛОУ).
Первичная переработка представляет собой прямую перегонку (фракционирование) нефти в специальных ректификационных колоннах.
Этот процесс может протекать как при постепенном нагревании и последовательном выделении фракций, так и однократном нагревании и испарении нефти с последующим разделением различных дистиллятов.
В настоящее время прямая перегонка нефти осуществляется посредством однократного испарения: низкокипящие фракции, перейдя в пар, остаются в аппарате и снижают парциальное давление испаряющихся высококипящих фракций (т.е. перегонку можно проводить при более низких температурах).
В результате этого процесса получаются две основные фракции: легкая (обладающая основным количеством низкокипящих компонентов) и тяжелая (в которой содержится гораздо меньше низкокипящих компонентов, чем в исходном сырье).
Однако достичь требуемого разделения компонентов нефти и получить конечные продукты (кипящие в заданных интервалах температур) с помощью одной перегонки невозможно.
Поэтому после однократного испарения нагретая нефть подвергается ректификации (дистилляции) паровой и жидкой фаз на отдельные фракции за счёт противоточного многократного контактирования паров и жидкости.
Обычно эти процессы (однократное испарение и ректификация) совмещают, используя одноступенчатые или многоступенчатые трубчатые установки при атмосферном давлении (так называемые атмосферные трубчатки или АТ-трубчатки).
В состав этих установок входят блоки: обессоливания и обезвоживания нефти; стабилизации бензина; вторичной перегонки бензина на узкие фракции; защелачивания бензина и дизельного топлива, которые являются обслуживающими и призваны качественно подготовить нефть и облагородить продукты её дистилляции.
Существуют различные схемы первичной перегонки нефти. Легкие нефти после обезвоживания и обессоливания подвергают стабилизации (отгонке пропан-бутановой фракции углеводородов), обуславливающей постоянство давления паров нефти при её подаче на нефтеперегонные установки. Обычно нефтеперегонные установки состоят из трубчатой печи и нескольких ректификационных колонн, в которых процесс дистилляции нефти проводят либо при атмосферном давлении (атмосферные трубчатки или АТ-установки) или сначала при атмосферном давлении, а далее – в вакууме (на атмосферновакуумных трубчатках или АВТ-установках).
На рисунке 1.1 показана схема типовой современной АТ-установки, состоящей из трубчатой печи 1 (показан разрез
труб змеевика 2), основной ректификационной колонны 3, воздушного конденсатора 4, водоотделителя 5, отпарной колонны
6, теплообменников 7 и котла-утилизатора 8.
На рисунке 1.2 показана схема типовой атмосферно-вакуумной трубчатки, состоящей из блоков ЭЛОУ 1, трубчатых печей 2, атмосферной ректификационной колонны 3 и вакуумной ректификационной колонны 4.
Рассмотрим схему первичной переработки нефти (рис. 1.2).
Перерабатываемая нефть под давлением около 1,5 МПа прокачивается через ряд теплообменников (в блоках ЭЛОУ), где она, очищаясь от воды и ненужных примесей, нагревается до 175 С за счёт тепла охлаждаемых дистиллятов и поступает в испаритель.
Рис. 1.1. Схема атмосферной трубчатой установки для перегонки нефти
После испарения бензиновых фракций, которые поступают в ректификационную колонну 3, нефть поступает в трубчатую печь 2, где плавно нагревается до 350 С. Скорость движения нефти внутри труб печи все время возрастает: от 1–2 м/с на входе в печь до 60…80 м/с на выходе. Это предотвращает местные перегревы и разложение нефти. Выше этой температу-
ры нагревать нефть нельзя, поскольку может наступить термическое разложение некоторых входящих в её состав углеводородов.
Горячая нефть в парожидкостном состоянии поступает в испарительную часть атмосферной ректификационной колонны 3. При вводе в колонну скорость движения разделяемой смеси резко возрастает, а давление снижается. Из-за снижения давления происходит испарение низкокипящих фракций и разделение на паровую и жидкую фазы.
Ректификационная колонна (обычно – тарельчатая колпачковая) – вертикально установленный прочный металлический
цилиндр с наружной теплоизоляцией – имеет высоту 15…30 м, что позволяет обеспечивать многократное чередование испарения жидкости и конденсации паров. Внутри колонны поперек цилиндра расположены перегородки с отверстиями, прикрытыми колпачками – колпачковые тарелки.
Рис. 1.2. Схема атмосферно-вакуумной трубчатки (АВТ-установки)
Пары фракций поднимаются снизу вверх по колонне, а жидкая фаза (более высококипящие углеводороды конденсируются уже на первых тарелках) стекает вниз. Чем выше расположены колпачковые тарелки, тем более легкие (т.е. более низкокипящие) фракции на них конденсируются. Температура по высоте ректификационной колонны снижается от максимальной (в зоне ввода разделяемой смеси) до минимальной (в верхней части колонны). Пары среднекипящих углеводородов, поднимаясь вверх по колонне, конденсируются на тарелках, расположенных выше ввода разделяемой смеси в колонну.
Таким образом, по высоте колонны существуют определенные зоны, в которых температура равна температуре конденсации отбираемых фракций. Именно в этих зонах перпендикулярно оси колонны установлены колпачковые тарелки, на которых скапливаются, а затем отбираются конденсирующиеся продукты: бензиновые (интервалы температур 35…205 С), лигроиновые (120…240 С), керосиновые (150…315 С), дизельные (150…360 С), газойлевые (230…260 С) и соляровые (300…400 С) дистилляты.
Наиболее низкокипящие жидкие углеводороды в смеси с газами проходят всю колонну в виде паров. Для облегчения
конденсации и испарения высокои среднекипящих углеводородов они обогащаются низкокипящими углеводородами (подающимися в качестве орошения верхней части колонны). Из верхней части ректификационной колонны отводятся пары бензина, которые охлаждаются и конденсируются в теплообменниках. Причем, некоторая часть жидкого бензина возвращается в колонну на её орошение.
В нижней части ректификационной колонны 3 собирается неиспарившийся остаток – мазут (на долю которого приходится 50 \% сырья), состоящий из фракций нефти, температура кипения которых при атмосферном давлении превышает температуру, поддерживаемую в атмосферной ректификационной колонне. Мазут используют либо как котельно-печное топливо, либо как сырьё для производства смазочных масел.
Для разделения мазута на фракции необходимо понизить давление во второй ректификационной колонне 4 (создать вакуум). Поэтому мазут после нагрева до 400…420 С во второй трубчатой печи 2 подают в виде пара на дальнейшую перегонку (для получения из него смазочных масел) в колонну 4, работающую под остаточным давлением 5,3… 8,0 кПа, т.е. под вакуумом. Вакуум необходим для предотвращения расщепления углеводородов под воздействием высоких температур.
Стекающая вниз по колонне жидкость продувается перегретым водяным паром для облегчения условий испарения легких компонентов и снижения температуры в нижней части колонны 4. При перегонке мазута под вакуумом выкипают фракции, используемые для получения масел (масляные дистилляты). Причём ассортимент продуктов вакуумной перегонки мазута зависит от получаемого продукта – масел или топлив. Неиспарившаяся часть мазута – гудрон (или полугудрон), отбираемая из нижней части колонны 4, применяется как сырьё для химических методов переработки нефти, производства битума и высоковязких масел.
В результате первичной переработки нефти на АВТ-установках можно получить: бензиновые фракции – 12…20 \% (от объема переработанной нефти), дизельное топливо – 17…21 \%, масляные дистилляты (легкие – около 8 \%, средние – около 8 \% и тяжелые
Низкий выход светлых нефтепродуктов при прямой перегонке нефти и рост потребности в автотракторном топливе обуславливают применение вторичной переработки нефти, позволяющей существенной увеличить выход автомобильных бензинов и дизельных топлив, в частности, выход бензина может возрасти с 20 до 60 \%.
Содержание
Читать: Аннотация
Читать: Введение
Читать: 1. основные сведения о получении нефтепродуктов
Читать: 1.1. исходное сырьё для получения товарных нефтепродуктовЧитать: 1.2. физические методы переработки нефтиЧитать: 1.3. химические методы переработки нефти
Читать: 2. автомобильные бензиныЧитать: 2.1. эксплуатационные требования к бензинамЧитать: 2.2. свойства бензинов, их влияние на работу двигателейЧитать: 2.3. ассортимент автомобильных бензинов
Читать: 3. дизельное топливоЧитать: 3.1. эксплуатационные требования к дизельному топливуЧитать: 3.2. условия сгорания топливаЧитать: 3.3. свойства дизельного топлива, их влияние на работу двигателейЧитать: 3.4. ассортимент дизельных топлив
Читать: 4. сокращение потерь топлива при транспортировке, хранении и использованииЧитать: 4.1. снижение потерь топлива от испаренияЧитать: 4.2. снижение потерь при транспортировании и заправкеЧитать: 4.3. повышение качества топлив
Читать: 5. смазочные материалыЧитать: 5.1. состав и основные физико-химические свойства маселЧитать: 5.2. ассортимент смазочных материалов. моторные маслаЧитать: 5.3. изменение свойств смазочных масел в процессе эксплуатации в узлах и агрегатах сельскохозяйственной техникиЧитать: 5.4. добавки и присадки к работающим масламЧитать: 5.5. основы рационального использования отработанных смазочных масел
Читать: 6. консервационные материалы и защита техники от коррозииЧитать: 6.1. ингибиторы коррозииЧитать: 6.2. средства временной противокоррозионной защиты сельскохозяйственных машинЧитать: 6.3. характеристика консервационных материаловЧитать: 6.4. нормы расхода консервационных материаловЧитать: 6.5. оборудование для нанесения защитных материалов при консервации сельскохозяйственной техники
Читать: 7. оборудование для хранения, транспортировки и заправки нефтепродуктовЧитать: 7.1. основные сведения о резервуарах для хранения топлив и смазочных материаловЧитать: 7.2. агрегаты для транспортировки нефтепродуктовЧитать: 7.3. оборудование для заправки топлив и маселЧитать: 7.4. экологически чистый нефтесклад сельскохозяйственного назначения
Читать: 8. контроль качества топлив и смазочных материалов на предприятиях апкЧитать: 8.1. средства экспресс-контроля качества топлив и смазочных материаловЧитать: 8.2. использование результатов контроля качества работающих масел для диагностирования технического состояния машинЧитать: 8.3. работоспособность дизелей на биодобавкахЧитать: 8.4. биомасла: составы, свойства и перспективы использования
Читать: Заключение
Читать: Список используемой литературы
Источник
