Назначение установок первичной перегонки нефти

Современные ректификационные аппараты классифицируются в зависимости от их технологического назначения, давления, способа осуществления контакта между паром и жидкостью и внутреннего устройства, обеспечивающего этот контакт. По технологическому назначению на современных комбинированных установках АВТ ректификационные аппараты делятся на колонны атмосферной перегонки нефти, вакуумной перегонки мазута, стабилизации легких фракций, абсорбции жирных газов переработки нефти, вторичной перегонки широкой бензиновой фракции и др. По проводимому процессу различают следующие ректификационные колонны атмосферные, вакуумные, стабилизаторы и др. В зависимости от давления колонны делятся на вакуумные, атмосферные и работающие под давлением. В качестве контактного устройства в колоннах применяют тарелки. Часто эти колонны именуются тарельчатыми. По способу контакта между паром (газом) и жидкостью все ректификационные аппараты на установках первичной перегонки нефти характеризуются непрерывной подачей обеих фаз. В технологии нефтепереработки к первичной перегонке относят процессы атмосферной перегонки нефти и вакуумной перегонки мазута. Их назначение состоит в разделении нефти на фракции для последующей переработки или использования как товарных нефтепродуктов. Трубчатая печь — это основной аппарат огневого нагрева нефтеперерабатывающих установок. Назначение трубчатой печи установок первичной перегонки нефти состоит в том, чтобы нагреть сырье до температуры, достаточной для испарения требуемых фракций при переходе нагретого сырья в испарительный аппарат (испаритель или ректификационную колонну). На установках термического крекинга в трубчатой печи сырье нагревается до требуемой температуры и выдерживается определенное время. Первичная перегонка нефти (прямая гонка) —процесс переработки нефти, основанный на разделении смеси составляющих ее углеводородов методом фракционной разгонки (ректификации) на отдельные дистилляты (фракции) с определенными интервалами температур кипения. Прямой гонке подвергается вся добываемая нефть. В соответствии с назначением получаемых дистиллятов различают три варианта прямой гонки. К первичной перегонке относят процессы атмосферной перегонки нефти и вакуумной перегонки мазута. Их назначение состоит в разделении нефти на фракции для последующей их переработки или использования как товарных продуктов. Первичную перегонку осуществляют в атмосферных трубчатых (АТ), вакуумных трубчатых (ВТ) или атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках. Назначение процесса — разделение нефти на фракции для последующей переработки или использования в качестве товарной продукции. Первичная перегонка осуществляется на атмосферных трубчатых (АТ) и атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках. Установки АТ и АВТ часто комбинируются с установками обессоливания нефти (ЭЛОУ). В последнее время практикуется строительство установок первичной переработки нефти — установок типа АТ, так называемых мини-НПЗ, непосредственно на нефтепромыслах или на объектах, приближенных к ним. Основными продуктами переработки нефти на установках АТ являются широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ), дизельная фракция и мазут. Однако при этом варианте переработки нефти значительная часть средних дистиллятных фракций используется нерационально. На наш взгляд, боковые побочные дистиллярные фракции (погоны, отгоны), получаемые при атмосферной перегонке нефти на установках АТ, целесообразно использовать в качестве исходных компонентов для получения жидкостей специального назначения, таких как антикоррозионная (консервационная) жидкость для скважин, эмульгатор обратных водонефтяных эмульсий и сами эмульсии для различных процессов нефтедобычи, а также топлива для судовых дизелей (судовые топлива). В связи с тем, что вся технология переработки нефти (как первичная, так и вторичная) базируется на использовании разнообразных методов разделения сложных углеводородных смесей, в книгу помещен раздел, дающий краткие принципиальные сведения о таких процессах, как перегонка и ректификация, абсорбция, кристаллизация, экстракция, термодиффузия, адсорбция, хроматофафия и др. Эти сведения призваны дать общие представления о процессах разделения и облегчить усвоение последующего материала по всем разделам технологии нефти и газа. Одна из глав посвящена описанию систем классификации нефтей и организации их унифицированных исследований. Там же приведена характеристика основных групп нефтепродуктов, получаемых из нефти и газа, — топлив, масел, парафинов, битумов, растворителей и т. д., их назначение, области применения, кратко рассмотрены способы их получения. Дается перечень определяющих для каждой группы физико-химических свойств и их значение для химмотологии. К процессам первичной перегонки нефти относятся атмосферная перегонка нефти и вакуумная перегонка мазута. Их назначение состоит в разделении нефти на фракции для последующей перегонки или использования как товарных продуктов. Эти процессы осуществляют на атмосферных трубчатках (АТ), вакуумных трубчатках (ВТ) или комбинированных атмосферновакуумных трубчатых установках (АВТ). Регулярный анализ качества факельного газа необходим также для случаев, когда он собирается в газгольдеры с последующей передачей на ГФУ или на сжигание под котлами специального назначения (высокое содержание сернистых соединений, ароматических или непредельных углеводородов, может повлиять на качество продуктов ГФУ или может вызвать коррозию оборудования котла и изменить состав дымовых газов).Особенно важно контролировать количество и качество газа, сжигаемого на факеле на заводах, оснащенных установками большой мощности, так как выброс на них может быть большим. Так, на установке первичной перегонки нефти ЭЛОУ — АВТ-6 расчетный выброс через предохранительный клапан только предварительного эвапоратора составляет 14 м /с.

Гораздо больше потери на нефтеперерабатывающих заводах в связи с неудовлетворительной работой блоков предварительного испарения, а также при стабилизации бензинов на установках первичной перегонки нефти. В результате неудовлетворительной работы этих узлов в газах и рефлюксах прямой перегонки нефти содержатся бензиновые фракции (до 20—40%), а в бензиновых дистиллятах содержатся растворенные газы (включая пропан и даже этан), которые затем безвозвратно теряются. Впродуктах перегонки нефти (бензине, рефлюксе и газе) имеет место такое распределение углеводородов Сг—С5, которое весьма затрудняет их дальнейший сбор и переработку. В результате этих потерь в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах лишь 15—20% сжиженных газов (Сз и С4) и не более 80% пентанов от потенциала в товарной нефти, поступающей на заводы, используются по прямому назначению. Если считать потенциал в пластовой нефти, то эти коэффициенты использования вдвое меньше.

В 1975—76 гг. исследовано защитное действие указанных ингибиторов в лабораторных условиях (гравиметрическим и электрохимическим методами) и на пилотной установке, моделирующей условия первичной перегонки нефти. Установлено, что по защитному действию ингибиторы не уступают ИКБ-2. Изучено побочное действие ингибиторов применительно к условиям использования на установках АТ и АВТ НПЗ. Установлено, что ингибиторы по содержанию смол, азота, по склонности к осадкообразованию находятся на уровне торговых зарубежных ингибиторов аналогичного назначения.

Основными продуктами нефти, получаемыми путем перегонки, являются бензин, керосин, смазочные масла и мазуты. Использование в промышленности первичных продуктов нефти— легких фракций типа бензина и керосина — не вызывает особых трудностей. Использование более тяжелых фракций нефти имеет свои специфические особенности. Смазочные масла различных марок, кроме своего основного назначения (смазки трущихся поверхностей частей механизмов), участвуют в отводе тепла, образовавшегося при трении. Нагретое масло необходимо охлаждать, чтобы оно не потеряло своих смазывающих способностей. Такое охлаждение производится при помощи специальных аппаратов теплообмена — маслоохладителей. В качестве рабочих сред в маслоохладителях применяются охлаждаемая среда масла различных марок, охлаждающая среда — пресная или морская вода.

В качестве сырья для каталитического риформинга обычно используют бензиновые фракции первичной перегонки нефти. В сырье риформинга могут вовлекаться после глубокой очистки бензины вторичных процессов (термического крекинга, коксования, каталитического и гидрокрекинга). Фракционный состав сырья риформинга зависит от назначения процесса. Если целью процесса является получение аргенов (бензола, толуола, ксилолов).

В ряде случаев на установке для первичной перегонки нефти получают более широкую фракцию — 62—180° С, а затем на установках для вторичной перегонки отбирают необходимые фракции. Можно, как уже отмечалось, подвергать каталитическому риформингу и эту широкую фракцию, как бы объединяя оба назначения процесса каталитического риформинга. В этом случае выделяют из получаемого риформинг-бензина бензол и толуол, а к остатку добавляют головную фракцию (н.к. — 62°С) и высокооктановые добавки. Правда, этот вариант исключает возможность получения ксилолов из всего сырья, подвергнутого такой переработке.

Целью прямой (первичной) перегонки является разделение нефти на фракции, выкипающие при атмосферном давлении в определенных температурных пределах (из расчета получения топлив различного назначения) и остаток, используемый в соответствии с принятым направлением переработки данной нефти.

Электрообессоливание и первичная перегонка. Назначение. Удаление воды и солей из нефти, разделение нефти на фракции для последующей переработки или использования в качестве товарной продукции. Установка состоит из 2—3 блоков.

Ректификация используется для выделения необходимых определенных фракций прямогонных бензинов в зависимости от назначения процесса. При первичной перегонке нефти отбирают широкие бензиновые фракции с началом кипения 40−50°С и концом кипения 180−200°С. Дальнейшая подготовка сырья для производства высокооктановых компонентов бензина.

В качестве сырья для каталитического риформинга обычно используют бензиновые фракции первичной перегонки нефти. В сырье риформинга могут вовлекаться после глубокой очистки бензины вторичных процессов (термического крекинга, коксования, каталитического и гидрокрекинга). Фракционный состав сырья риформинга зависит от назначения процесса. Если целью процесса является получение аргентов (бензола, толуола, ксилолов), то используют фракции, содержащие углеводороды Се (62—85°С), С (85—105 0) и Са (105—140 С). Если процесс проводят с целью получения высокооктанового бензина, то сырьем служит фракция 85—180°С, соответствующая углеводородам Ст—Сэ.

Основным назначением каталитического крекинга является получение из малоценных фракций первичной перегонки нефти высококачественного автомобильного бензина с попутным расширением ресурсов фракций дизельного топлива и получением ценного газа — сырья для химической переработки.

Подготовленная к переработке нефть поступает на первичную перегонку, назначение которой получить различные нефтяные фракции, выкипающие в заданных температурных пределах.

Как показано ранее, нефть представляет С6 011 сложную смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, различных по молекулярному весу и температуре кипения. Кроме того, в нефти содержатся сернистые, кислородные и азотистые органические соединения. Для производства многочисленных продуктов различного назначения и со специфическими свойствами применяют методы разделения нефти на фракции и группы углеводородов, а также изменения ее химического состава. Различают первичные и вторичные методы переработки нефти. К первичным относят процессы разделения нефти на фракции, когда используются ее потенциальные возможности по ассортименту, количеству и качеству получаемых продуктов и полупродуктов. Ко вторичным методам относят процессы деструктивной переработки нефти и очистки нефтепродуктов. Процессы деструктивной переработки нефти предназначены для изменения ее химического состава путем термического и каталитического воздействия. При помощи этих методов удается получить нефтепродукты заданного качества и в больших количествах, при прямой перегонке нефти.