8.5  Первичная перегонка нефти

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:

топливный процесс (получение различных видов топлив);

топливно-масляный процесс (получение топлив и масел);

нефтехимический процесс (получение сырья для химического производства).

Процесс прямой гонки проводится в установках трубчатого типа (название — по названию трубчатых печей), которые вклю­чают трубчатые печи различного типа, ректификационные и отпарные колонны, теплообменники и холодильники. В зави­симости от глубины переработки нефти установки прямой гон­ки делятся на:

одноступенчатые, работающие при атмосферном давле­нии (AT), и

двухступенчатые (атмосферно-вакуумные АВТ), в кото­рых одна ступень работает при атмосферном давлении, а дру­гая при остаточном давлении 5—8 кПа.

Продуктами прямой гонки на установках AT являются мо­торные топлива (бензин, авиационный керосин), дизельное топ­ливо и значительное количество остатка — мазута. На установ­ках АВТ на второй ступени подвергается разгонке мазут с обра­зованием смазочных масел и остатка — гудрона, перерабатываемого в битум, пек, нефтяной кокс. Этим на установках АВТ достигается большая глубина переработки нефти, нежели на установках AT. На рис.8.4 представлена технологическая схе­ма установки АВТ, работающей по топливно-масляному вари­анту.

Нефть из ЭЛОУ последовательно проходит через теплообмен­ники 4, нагреваясь за счет теплоты дистиллятов атмосферной и вакуумной перегонки, и подается насосом под давлением 1,5— 2,0 -105Па в трубчатую печь 1, где нагревается до 350 0С. Из печи парожидкостная смесь поступает в ректификационную колонну I ступени 3, в которой давление снижается до 0,1 МПа и происхо­дит испарение летучих фракций нефти и отделение их паров от мазута. По высоте колонны в точно определенных интервалах температур отбираются дистилляты, которые поступают в секции отпарной колонны 6 для дополнительного отделения летучих уг­леводородов, которые вместе с водяным паром возвращаются в колонну 3. Отобранные дистилляты проходят через теплообменники 4 и после охлаждения в холодильниках 5 отводятся как то­варные продукты из установки. Бензиновый дистиллят через теп­лообменник 4 поступает в сепаратор газа 2 и после отделения газа выводится как товарный продукт, а частично подается на ороше­ние колонны. Образующийся в количестве до 55% мазут из ниж­ней части колонны 3 подается в печь 8 и оттуда в колонну II сту­пени 9, работающую при остаточном давлении 0,005—0,008 МПа, где разделяется на дистилляты. В нижнюю часть колонн 3 и 9 подается острый пар, что снижает температуру кипения и спо­собствует более полному отделению легких фракций.

Аппаратура, применяемая при прямой гонке нефти и дру­гих процессах нефтепереработки, должна обеспечивать нагре­вание сырья до высоких температур, при которых процесс про­текает с достаточной скоростью и достаточно четким разделением получаемых продуктов. Основными аппаратами в этих процес­сах нефтепереработки являются трубчатые печи и ректифика­ционные колонны.

В трубчатых печах нефть и мазут проходят по трубам, распо­ложенным внутри печи, и нагреваются за счет теплоты сгорания жидкого или газообразного топлива. Печь состоит из двух камер: радиационной, где размещаются горелки и радиантные трубы, воспринимающие теплоту излучения, и конвекционной, в кото­рой расположены трубы, обогреваемые дымовыми газами, вы­ходящими из камеры радиации. Конструкции трубчатых печей весьма разнообразны. Они различаются способом передачи теп­ла (радиантные, конвекционные, радиантно-конвекционные), способом сжигания топлива (с пламенным и беспламенным го­рением), расположением труб змеевика. Экономически наибо­лее эффективным являются печи беспламенного типа с излуча­ющими стенками. Производительность трубчатых печей устано­вок АВТ составляет от 100 до 1000 т/ч при коэффициенте полез­ного действия (коэффициенте использования теплоты) до 80% . Из многочисленных конструкций ректификационных ко­лонн в установках прямой гонки используются, главным обра­зом, барботажные колпачковые колонны тарельчатого типа. Они содержат от 30 до 60 тарелок прямоточного действия с под­вижными клапанами, что обеспечивает динамический режим работы колонны и постоянство скорости паров ректифицируе­мого продукта.

Состав и выход продуктов прямой гонки зависят от типа про­цесса и состава перегоняемой нефти. В табл. 8.1 приведен вы­ход дистиллятов прямой гонки нефти по топливно-масляному варианту процесса.

Таблица 8.1 - Состав продуктов прямой гонки

 

На современных нефтеперерабатывающих заводах исполь­зуются комбинированные установки ЭЛОУ—АВТ, в которых со­вмещены процессы обессоливания и прямой гонки нефти. Мощ­ность их достигает 6 млн т перерабатываемой нефти в год. При­менение комбинированных установок значительно улучшает технико-экономические показатели процесса переработки не­фти. Расходные коэффициенты для таких установок составля­ют: пар 49 кг, вода 4,8 м3, электроэнергия 37,5-103 кДж, жид­кое топливо 33,4 т на 1 т перерабатываемой нефти.