Технология первичной нефтепереработки
Первичная переработка нефти – это производство из нефти автомобильного, авиационного и других видов топлива, а также сырья для дальнейшей химической переработки.
Результатом процесса первичной переработки нефти является ее разделение на фракции, при этом не подвергаются изменению химические свойства определенных компонентов. В результате использования специальных установок и приборов для первичной переработки нефти возможно получать:
- Мазут.
- Гудрон.
- Керосиновые фракции, используемые в системах освещения и в качестве моторного масла.
- Дизельное топливо (газойлевые фракции).
- Фракции бензина
Классификация установок первичной переработки нефти. Краткая характеристика оборудования
Процесс первичной переработки нефти осуществляется в трубчатых или кубковых установках при вакууме или атмосферном и повышенном давлениях. Особенностью трубчатых установок являются низкая температура перегоняемой нефти, меньшая степень крекинга сырья и большой коэффициент полезного действия. Данные особенности трубчатых установок стали причиной того, что в настоящее время их используют на все нефтеперерабатывающих заводах. С их помощью получают сырье для вторичной переработки (гидрокрекинг, изомеризация, каталитический крекинг, риформинг и т.п.) и товарные нефтепродукты.
Изомеризация – это перегруппировка атомов вещества без изменения их количественного и качественного состава.
В зависимости от давления трубчатые установки для первичной переработки нефти делятся на:
- Вакуумные.
- Атмосферно-вакуумные.
- Атмосферные.
По числу ступеней испарения установки для первичной переработки нефти делятся на установки одно-, двух-, трех- и четырехкратного испарения.
При использовании установки с однократным испарением получают все виды дистиллятов (до вязкого цилиндрового топлива), при этом остатком переработки является гудрон.
При использовании установок с двумя ступенями испарения сначала получают мазут (перегонка нефти осуществляется при атмосферном давлении). На второй ступени (при вакуумной перегонки) в качестве остатка получают гудрон.
При трёхкратном испарении используются одна вакуумная колонна и две атмосферные. В первой колонне (атмосферной) отбирается только бензин, во второй нефть (отбензиненная) перерабатывается до мазута. В третьей (вакуумной) колонне из мазута получают гудрон.
В установке с четырьмя ступенями испарения на ее конце используется доиспарительная вакуумная колонна для гудрона. Пример схемы переработки нефти с использованием установок с однократным испарением изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема переработки нефти с использованием установки с однократным испарением. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Вариант первичной переработки выбирается в зависимости от требований, которые предъявляются к конечному продукту, а также свойств и состава перерабатываемой нефти. Атмосферная трубчатка предназначена для отбора из нефти светлых нефтепродуктов при атмосферном давлении. В ней используется однократное или двукратное испарение, которое может быть с предварительным испарением легких фракций или с предварительным отбензиниванием. Установки с однократным испарением используются при перегонке стабильных нефтей, в которых содержится незначительное количество растворенного газа. Преимуществами данных установок являются относительно низкая металлоемкость и небольшие энергетические затраты. Недостаток такой установки заключается в том, что она не имеет технологической гибкости.
При двукратном испарении с предварительным отбензиниванием углеводородный газ и бензиновая фракция отбираются в отбензинивающей колонне, а керосиновые фракции в основной. Такая установка применяется при переработке нефти с большим содержанием растворенного газа, а также сернистых и обводненных нефтей. Основным недостатком данной установки является высокая энергоемкость, причиной которой является нагрев нижней части.
При двукратном испарении с предварительным испарением легких фракций, нефть, которая предварительно нагревается в печи или теплообменнике, поступает в испаритель, где разделяется на жидкостную и паровую фазы. Пар подается в секцию ректификационной колонны. Преимущества - гидравлическое сопротивление теплообменника или нефти, а также снижение нагрузки на них. Недостаток - высокая нагрузка по парам. Пример схемы установки с двукратным испарением изображен на рисунке ниже.
Рисунок 2. Схема установки с двукратным испарением. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 - сырьевой насос; 2,4 - теплообменники; 3 - электродегидратор; 5 - первая ректификационная колонна; 6 - насос; 7 - печь; 8 - основная ректификационная колонна;
I - сырая нефть; II - смесь легкого бензина и газа; III - острое орошение; IV - горячая орошение; V - смесь газа и пара; VI - орошение основной колонной; VII-IX - составляющие светлых нефтепродуктов; X - мазут; XI - водяной пар.
Вакуумная трубчатка используется для перегонки мазута. В зависимости от варианта и схемы переработки, из нефти получают масляные дистилляты или вакуумный газойль.
В настоящее время на нефтеперерабатывающих предприятиях используются установки, сочетающие в себе преимущества вакуумных и атмосферных установок. Это способствует снижению количества обслуживающего персонала, протяженности промысловых нефтепроводов, эксплуатационных затрат и числа промежуточных емкостей.
