Тема 3. Процессы первичной переработки нефти. Классификация установок первичной перегонки нефти


Тема 3. Процессы первичной переработки нефти

Первичная переработка нефти осуществляется на установках обезвоживания и обессоливания нефти, первичной ее перегонки, вторичной перегонке широкой бензиновой фракции.

Обезвоживание и обессоливание – удаление воды и солей из нефти перед подачей ее на переработку, производимые на установках ЭЛОУ. Эффективное обессоливание позволяет значительно уменьшить коррозию технологического оборудования установок по переработке нефти, предотвратить дезактивацию катализаторов, улучшить качество топлив, нефтяного кокса, битумов и других нефтепродуктов.

3.1. Первичная перегонка нефти на промышленных установках

Подготовленная на ЭЛОУ нефть поступает на установки первичной перегонки для разделения на дистиллятные фракции и мазут или гуд­рон. Полученные фракции и остаток, как правило, не соответствуют требованиям ГОСТ на товарные нефтепродукты. Поэтому для их обла­гораживания, а также углубления переработки нефти продукты, полу­ченные на установках атмосферной и атмосферно-вакуумной перегон­ки, используются в качестве сырья вторичных (деструктивных) процес­сов в соответствии с вариантом переработки нефти.

Технология первичной перегонки нефти имеет целый ряд принци­пиальных особенностей, обусловленных природой сырья и требования­ми к получаемым продуктам. Нефть как сырье для перегонки обладает следующими свойствами: имеет непрерывный характер выкипания, не­высокую термическую стабильность тяжелых фракций и остатков, со­держащих значительное количество сложных малолетучих и практичес­ки нелетучих смолисто-асфальтеновых и серо-, азот- и металл органи­ческих соединений, резко ухудшающих эксплуатационные свойства нефтепродуктов и затрудняющих последующую их переработку.

Поскольку температура термической стабильности тяжелых фрак­ций примерно соответствует температурной границе деления нефти между дизельным топливом и мазутом по кривой ИТК, первичную пе­регонку нефти до мазута проводят обычно при атмосферном давлении, а перегонку мазута — в вакууме. Выбор температурной границы деле­ния нефти при атмосферном давлении между дизельным топливом и мазутом определяется не только термической стабильностью тяжелых фракций нефти, но и технико-экономическими показателями процесса разделения в целом. В некоторых случаях температурная граница деле­ния нефти определяется требованиями к качеству остатка. Так, при пе­регонке нефти с получением котельного топлива температурная грани­ца деления проходит около 300 °С, т. е. примерно половина фракции дизельного топлива отбирается с мазутом для получения котельного топлива низкой вязкости.

Однако такой вариант в настоящее время не является основным. В последние годы для расширения ресурсов дизельного топлива, а также сырья каталитического крекинга — наиболее важного и освоенного процесса, углубляющего переработку нефти — на установках атмосферной и атмосферно-вакуумной перегонки перегонки (АТ и АВТ) осуществляется все более глубокий отбор дизельной фракции и вакуумного газойля со­ответственно. Для получения же котельного топлива заданной вязкости используется процесс висбрекинга тяжелого остатка вакуумной пере­гонки.

Таким образом, вопрос обоснования и выбора температурной гра­ницы деления нефти зависит от вариантов технологических схем пере­гонки нефти и мазута и вариантов переработки нефти в целом.

Обычно перегонку нефти и мазута ведут соответственно при атмос­ферном давлении и в вакууме при максимальной (без крекинга) темпе­ратуре нагрева сырья с отпариванием легких фракций водяным паром. Сложный состав остатков перегонки требует также организации четко­го отделения от них дистиллятных фракций, в том числе и высокоэф­фективной сепарации фаз при однократном испарении сырья. Для этого устанавливают отбойные элементы, что и позволяет предотвратить унос капель паровым потоком.

Схемы аппаратурно-технологического оформления перегонки не­фти и мазута изображены на рис.3.1.

Нефть, нагретая в печи, поступает в секцию питания 1 сложной ко­лонны 3, где происходит однократное ее испарение с отделением в сепарационной секции 2 паров дистиллятной фракции от мазута.

Рис.3.1. Принципиальные схемы атмосферной колонны для перегонки нефти ( а ) и вакуумной колонны для перегонки мазута ( б ):

1 – секция питания; 2 – сепарационная секция; 3 – сложная колонна; 4 – боковые отпарные секции; 5 – нижняя отпарная секция;

I– нефть;II- дистиллятные фракции;III– водяной пар;IV– затемненный продукт;V– мазут;VI– гудрон;VII– вода.

Пары, поднимаясь из секции питания навстречу флегме орошения, разделя­ются ректификацией на целевые фракции, а из мазута за счет отпарива­ния водяным паром в нижней отпарной секции 5 выделяются легкокипящие фракции. Отпаривание легкокипящих фракций боковых погонов производят в боковых отпарных секциях (колоннах) 4 водяным па­ром или «глухим» подогревом. Орошение в сложной колонне 3 создается конденсацией паров в верху колонны и в промежуточных ее сечениях. Аналогичным образом организуется и процесс разделения мазута в вакуумной колонне.

Эффективная сепарация фаз в секции питания сложной колонны достигается установкой специальных сепараторов жидкости и промыв­кой потока паров стекающей жидкостью. Для этого режим работы ко­лонны подбирают таким образом, чтобы с нижней сепарационной сек­ции сложной колонны в нижнюю отпарную секцию стекала флегма Fn, количество которой обусловлено определенным избытком однократно­го испарения. Если принять расход избытка однократного испарения равным Fn— (0,05—0,07)Д то доля отгона сырья должна быть на вели­чину Fn больше отбора дистиллятной фракции.

При правильной организации промывки отбойников и сепарации фаз после однократного испарения тяжелая дистиллятная фракция со­держит незначительное количество смолисто-асфальтеновых, сернистых и металл- органических соединений.

Используемые в промышленности ректификационные системы по­зволяют обеспечить требуемую степень разделения дистиллятных фрак­ций при оптимальных затратах тепла, необходимого для таких энерго­емких процессов, как первичная перегонка нефти и мазута.

studfiles.net

Классификация установок первичной перегонки нефти

из "Технология переработки нефти Часть1 Первичная переработка нефти"

Технологические схемы установок первичной перегонки нефти обычно выбираются для определенного варианта переработки нефти — топливного или топливно-масляного. [c.333] При неглубокой переработке нефти по топливному варианту перегонка ее осуществляется на установках АТ (атмосферных трубчатках) при глубокой переработке — на установках АВТ (атмосферно-вакуумных трубчатках) топливного варианта и при переработке по масляному варианту — на установках АВТ масляного варианта. Если установки АТ имеют только атмосферный блок, то установки АВТ — блоки атмосферной и вакуумной перегонки нефти и мазута соответственно. Иногда строят установки ВТ (чаще как секции маслоблока или для получения остаточного битума). [c.333] В зависимости от варианта переработки нефти получают различный ассортимент топливных и масляных фракций, а на установках АТ при неглубоком топливном варианте получают компоненты моторных топлив и в остатке мазут (котельное топливо). [c.333] По глубокому топливному варианту на атмосферном блоке получают бензиновые, керосиновые и дизельные фракции, а мазут подвергают дальнейшей переработке на блоках вакуумной перегонки с выделением широкой дистиллятной фракции и гудрона с последующим их крекированием. [c.334] При топливно-масляном варианте переработки нефти и наличии на заводе установок каталитического крекинга и АВТ большой единичной мощности целесообразно использование комбинированной технологической схемы установки первичной перегонки нефти, обеспечивающей одновременное или раздельное получение из нефти наряду с топливными фракциями широкой и узких масляных фракций. Принципиальные технологические схемы таких установок приведены на рис. 8.2 и 8.3. [c.334] Установка АВТ, комбинированная с обезвоживанием и обессоли-ванием нефти, с двухступенчатой вакуумной перегонкой показана на рис. 8.3. [c.335]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Первичная перегонка нефти на промышленных установках

Подготовленная на ЭЛОУ нефть после удаления солей и воды поступает на установки первичной перегонки для разделения на дистиллятные фракции, мазут и гудрон. Полученные фракции и остаток, как правило, не соответствуют требованиям ГОСТ на товарные н/п, поэтому для их облагораживания, а также углубления переработки нефти продукты, полученные на установках АТ и АВТ, используются в качестве сырья вторичных (деструктивных) процессов.

Технология первичной перегонки нефти имеет целый ряд принципиальных особенностей, обусловленных природой сырья и требованиями к получаемым продуктам. Нефть как сырье для перегонки обладает следующими свойствами:

- имеет непрерывный характер выкипания,

- невысокую термическую стабильность тяжелых фракций и остатков, содержащих значительное количество сложных малолетучих смолистоасфальтеновых и серо-, азот- и металлоорганических соединений, резко ухудшающих эксплуатационные свойства н/п и затрудняющих последующую их переработку. Поскольку температура термической стабильности тяжелых фракций примерно соответствует температурной границе деления нефти между дизельным топливом и мазутом по кривой ИТК, первичную перегонку нефти до мазута проводят обычно при атмосферном давлении, а перегонку мазута в вакууме. Также этот выбор обусловлен не только термической стабильностью тяжелых фракций нефти, но и технико-экономическими показателями процесса разделения в целом. В некоторых случаях температурная граница деления нефти определяется требованиями к качеству остатка, так, например, при перегонке нефти с получением котельного топлива температурная граница деления проходит около 300 0С, т.е. примерно половина фракции дизельного топлива отбирается с мазутом для получения котельного топлива.

В последние годы для расширения ресурсов дизельного топлива, а также сырья каталитического крекинга – наиболее важного и освоенного процесса, углубляющего переработку нефти – на установках АТ и АВТ осуществляется все более глубокий отбор дизельной фракции и вакуумного газойля соответственно, а для получения котельного топлива заданной вязкости используется процесс висбрекинга тяжелого остатка вакуумной перегонки. Таким образом, вопрос обоснования и выбора температурной границы деления нефти зависит от вариантов технологических схем переработки мазута и вариантов переработки нефти в целом. Обычно перегонку нефти и мазута ведут соответственно при атмосферном давлении и в вакууме при максимальной (без крекинга) температуре нагрева сырья с отпариванием легких фракций водяных паром. Сложный состав остатков перегонки требует также организации четкого отделения от них дистиллятных фракций, в том числе и высокоэффективной сепарации фаз при однократном испарении сырья. Для этого устанавливают отбойные элементы, что и позволяет избежать уноса капель паровым потоком.

Рис. Принципиальные схемы атмосферной колонны для перегонки нефти (а) и вакуумной колонны для перегон­ки мазута (б):

1 — секция питания; 2 — сепарационная секция; 3— сложная колонна; 4—боковые отпарные секции; 5—нижняя отпарная секция;

I—нефть; II — дистиллятные фракции; III - водяной пар; IV - затемненный продукт; V - мазут; VI - гудрон; VII - вода;

F - питание; Fn, Fm - количество флегмы и парового потока со­ответственно; Дi — сумма дистиллятов.

Нефть, нагретая в печи, поступает в секцию питания 1 сложной ко­лонны 3, где происходит однократное ее испарение с отделением в сепарационной секции 2 паров дистиллятной фракции от мазута. Пары, поднимаясь из секции питания навстречу флегме орошения, разделяются ректификацией на целевые фракции, а из мазута за счет отпаривания водяным паром в нижней отпарной секции 5 выделяются легкокипящие фракции. Отпаривание легкокипящих фракций боковых погонов производят в боковых отпарных секциях (колоннах) 4 водяным паром или «глухим» подогревом. Орошение в сложной колонне 3 создается конденсацией паров в верху колонны и в промежуточных ее сечениях. Аналогичным образом организуется и процесс разделения мазута в вакуумной колонне.

Эффективная сепарация фаз в секции питания сложной колонны достигается установкой специальных сепараторов жидкости и промывкой потока паров стекающей жидкостью. Для этого режим работы колонны подбирают таким образом, чтобы с нижней сепарационной секции сложной колонны в нижнюю отпарную секцию стекала флегма Fn, количество которой обусловлено определенным избытком однократного испарения. Если принять расход избытка однократного испарения равным Fn = (0,05-0,07)F, то доля отгона сырья должна быть на величину Fn больше отбора дистиллятной фракции.

При правильной организации промывки отбойников и сепарации фаз после однократного испарения тяжелая дистиллятная фракция содержит незначительное количество смолистоасфальтеновых, сернистых и металлоорганических соединений.

Используемые в промышленности ректификационные колонны позволяют обеспечить требуемую степень разделения дистиллятных фракций при оптимальных затратах тепла, необходимого для таких энергоемких процессов, как первичная перегонка нефти и мазута.

studfiles.net