Теоретические основы процесса перегонки

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Способы перегонки нефти

 

Пермь, 2019

 

Настоящее учебное пособие предназначено для специалистов, проходящих профессиональную переподготовку по программе «Техническое сопровождение технологических процессов переработки нефти и газа». В нем рас­смотрены вопросы: способы перегонки нефти и их особенности, оборудование для осуществления этих процессов.

Пособие может быть полезно учащимся техникумов, обучающихся по направлению «Переработка нефти и газа».

 

Разработчик: Куканова Галина Борисовна преподаватель высшей квалификационной категории ГБПОУ «Краевой индустриальтный техникум»

 

Содержание

 

Введение ……………………………………………………………………4

1 Теоретические основы процесса перегонки …………………………....5

2 Общие сведения об аппаратах для ректификации ….…………………… 6

3 Атмосферная и атмосферно-вакуумная перегонка………………………6

4 Варианты установок первичной переработки нефти ………………...... 9

5 Ассорти­мент фракций и нефтепродуктов первичной перегонки

нефти …………………………………………………………………….10

6 Технологические схемы установок первичной перегонки нефти ……..11

7 Стабилизация бензина и разделение его на узкие фракции……………15

8 Перегонка мазута в вакууме………………………………………………16

9 Управление технологическим процессом установки АВТ …………….18

9.1 Влияние технологических параметров на процесс перегонки нефти..18

9.2 Обозначение основных и дополнительных значений измеряемых

величин и функций, выполняемых прибором ………………………. 23

10 Основные опасности технологического процесса …………………….25

11 Особенности использования оборудования и условия его

эксплуатации …………………………………………………………….26

Список литературы ………………………………………………………….28

 

 

Введение

Выпуск разнообразной продукции на нефтеперерабатывающем заводе зависит во многом от качества сырья - нефти. Но немалую роль в качестве получаемых продуктов играет как выбор технологических процессов переработки, так и качество проведения каждого процесса.

Из сырой нефти непосредственно одним процессом нельзя получить ни один товарный нефтепродукт (за исключением газов), все они получаются последовательной обработкой на нескольких установках. Первой в этой цепочке всегда стоит установка ЭЛОУ-АВТ, поэтому от качества работы этой секции будет зависеть работа всех остальных звеньев технологической цепочки.

Атмосферно-вакуумная перегонка относится к первичному процессу и отсюда можно выделить основное её назначение - разделить нефть на фракции, и использовать максимальные возможности нефти по количеству и качеству получаемых исходных продуктов.

Основным первичным процессом переработки нефти является перегонка.

 

 

Перегонка мазута в вакууме

В зависимости от типа нефти из остатка атмосферной пере­гонки (мазута) выделяют масляные дистилляты, которые направ­ляются затем на маслоблок, или вакуумный газойль, являющий­ся сырьем установок каталитического крекинга. Для снижения температур кипения разделяемых компонентов и предотвраще­ния термического разложения сырья мазут перегоняют в вакуу­ме. С этой же целью используют введение острого пара в ниж­нюю часть вакуумной колонны или добавку водяного пара в змеевики печи подогрева. С углублением вакуума температуры кипения компонентов снижаются. Вакуум создается барометри­ческими конденсаторами и вакуумными насосами (поршневы­ми, ротационными, эжекторными или струйными), которые можно включать в различной последовательности.

При использовании схемы барометрический конденсатор — эжектор основная масса паров, отходящих с верха вакуумной колонны, конденсируется в барометрическом конденсаторе, а оставшаяся часть затем отсасывается вакуумным насосом (обыч­но паровым эжектором). Остаточное давление в барометриче­ском конденсаторе зависит от температуры отходящей воды, но оно не может быть ниже давления насыщенного водяного пара при данной температуре. Таким образом, вакуум определяется температурой воды, выходящей из конденсатора.

Вода из барометрических конденсаторов смешения загряз­нена нефтепродуктами и сернистыми соединениями (иногда до 5,5 % мас. на мазут). Поэтому для уменьшения загрязненных сточных вод на ряде заводов в барометрические конденсаторы подается оборотная вода, в результате чего снижается расход свежей воды и уменьшается загрязнение водоемов. Однако при этом несколько повышаются температура воды, подаваемой в барометрические конденсаторы смешения, и затраты на соору­жение отдельной системы водоснабжения.

Проще и экономически целесообразнее заменять барометри­ческие конденсаторы смешения трубчатыми теплообменника­ми — поверхностными барометрическими конденсаторами, хотя по теплотехническим показателям последние существенно усту­пают конденсаторам смешения. Нефтепродукты, конденсируе­мые в поверхностных конденсаторах, не разбавляются охлаждаю­щей водой, что облегчает их выделение из конденсата, собирае­мого в отстойнике и барометрическом колодце. Одновременно необходимо улавливать и использовать сероводород из парогазо­вой смеси, выбрасываемой после последней ступени эжектора.

При использовании схемы эжектор — барометрический кон­денсатор пары из верхней части вакуумной колонны подаются непосредственно в эжектор, и глубина вакуума не зависит от температуры воды, выходящей из барометрического конденсато­ра. В результате создается глубокий вакуум (остаточное давле­ние 0,67—1,33 кПа, или 5—10 мм рт. ст.), и глубина вакуума оп­ределяется противодавлением на выходе из эжектора. Поэтому для создания глубокого вакуума соединяют последовательно не­сколько эжекторов. Такая система обходится дороже первой, так как эжектор отсасывает все пары, уходящие из колонны, и в ба­рометрическом конденсаторе необходимо конденсировать боль­шее количество паров.

Особенности перегонки в вакуумной колонне те же, что и в атмосферной колонне, но есть специфика эксплуатации вакуум­ной колонны, обусловленная низким остаточным давлением в аппарате и условиями нагрева тяжелого по фракционному соста­ву сырья. В вакуумной колонне необходимо создать условия, обеспечивающие высокую долю отгона и минимальное разложе­ние сырья.

Конструкция вакуумной колонны отличается от конструк­ции атмосферной колонны суженной отгонной частью, что спо­собствует сокращению времени пребывания остатка в колонне (во избежание его деструкции под действием высоких темпера­тур). Из-за больших потоков паров, находящихся в глубоком ва­кууме, диаметр вакуумных колонн значительно больше диаметра атмосферных и составляет 8—12 м. В результате этого распреде­ление жидкости и барботаж в колонне неравномерны, что при­водит к малой эффективности тарелок. Кроме того, для умень­шения остаточного давления в питательной зоне на один отби­раемый из колонны дистиллят приходится устанавливать не более 5—6 штук тарелок. Для равномерного распределения жид­кости на поверхности рекомендуется применять специальные конструкции тарелок — решетчатые, клапанные или ситчатые.

Для предотвращения попадания капель жидкости, транспор­тируемых парами в укрепляющую часть колонны и ухудшающих качество дистиллятов (особенно нижний боковой погон), в ваку­умной колонне необходимо ставить ситчатые отбойные элемен­ты (отбойники) и применять противопенные присадки. Дистил­ляты из вакуумной колонны можно откачивать: непосредственно из сливного стакана, в этом случае сливной стакан делается большего размера; через отпарную колонну; через емкость.

Благодаря отпарным колоннам улучшается четкость разделе­ния, но затрудняется создание глубокого вакуума из-за дополни­тельных сопротивлений трубопроводов и тарелок в отпарных ко­лоннах, а также из-за подсоса воздуха через неплотности соеди­нений. Для увеличения доли отгона при глубоком вакууме и повышения четкости разделения масляных дистиллятов предло­жено перегонять мазут в двух ректификационных колоннах. В первой колонне под действием глубокого вакуума более полно отбирается широкая масляная фракция. Во второй колонне, где широкая фракция разделяется на более узкие, допустим менее глубокий вакуум; число тарелок там можно увеличить, что даст необходимую четкость разделения.

По другому варианту в первой колонне отбирают более лег­кие дистилляты и полугудрон, а во второй — при помощи испа­ряющего агента (керосиновой или газойлевой фракции) получа­ют более вязкие дистилляты и гудрон.

Недостатком двухколонной вакуумной установки является усложнение схемы перегонки и эксплуатации и увеличение ка­питальных вложений на строительство и эксплуатационных за­трат на дополнительную аппаратуру.

 

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Способы перегонки нефти

 

Пермь, 2019

 

Настоящее учебное пособие предназначено для специалистов, проходящих профессиональную переподготовку по программе «Техническое сопровождение технологических процессов переработки нефти и газа». В нем рас­смотрены вопросы: способы перегонки нефти и их особенности, оборудование для осуществления этих процессов.

Пособие может быть полезно учащимся техникумов, обучающихся по направлению «Переработка нефти и газа».

 

Разработчик: Куканова Галина Борисовна преподаватель высшей квалификационной категории ГБПОУ «Краевой индустриальтный техникум»

 

Содержание

 

Введение ……………………………………………………………………4

1 Теоретические основы процесса перегонки …………………………....5

2 Общие сведения об аппаратах для ректификации ….…………………… 6

3 Атмосферная и атмосферно-вакуумная перегонка………………………6

4 Варианты установок первичной переработки нефти ………………...... 9

5 Ассорти­мент фракций и нефтепродуктов первичной перегонки

нефти …………………………………………………………………….10

6 Технологические схемы установок первичной перегонки нефти ……..11

7 Стабилизация бензина и разделение его на узкие фракции……………15

8 Перегонка мазута в вакууме………………………………………………16

9 Управление технологическим процессом установки АВТ …………….18

9.1 Влияние технологических параметров на процесс перегонки нефти..18

9.2 Обозначение основных и дополнительных значений измеряемых

величин и функций, выполняемых прибором ………………………. 23

10 Основные опасности технологического процесса …………………….25

11 Особенности использования оборудования и условия его

эксплуатации …………………………………………………………….26

Список литературы ………………………………………………………….28

 

 

Введение

Выпуск разнообразной продукции на нефтеперерабатывающем заводе зависит во многом от качества сырья - нефти. Но немалую роль в качестве получаемых продуктов играет как выбор технологических процессов переработки, так и качество проведения каждого процесса.

Из сырой нефти непосредственно одним процессом нельзя получить ни один товарный нефтепродукт (за исключением газов), все они получаются последовательной обработкой на нескольких установках. Первой в этой цепочке всегда стоит установка ЭЛОУ-АВТ, поэтому от качества работы этой секции будет зависеть работа всех остальных звеньев технологической цепочки.

Атмосферно-вакуумная перегонка относится к первичному процессу и отсюда можно выделить основное её назначение - разделить нефть на фракции, и использовать максимальные возможности нефти по количеству и качеству получаемых исходных продуктов.

Основным первичным процессом переработки нефти является перегонка.

 

 

Теоретические основы процесса перегонки

Перегонка (дистилляция) - это процесс физического разделения нефти и газов на фракции, различающиеся друг от друга и от исходной смеси по температурным пределам (или температуре) кипения.

По способу проведения процесса различают простую и сложную перегонку.

Простая перегонка осуществляется постепенным, однократным или многократным испарением.

Перегонка с постепенным испарением состоит в постепенном нагревании нефти от начальной до конечной температуры с непрерывным отводом и конденсацией образующихся паров. Этот способ перегонки нефти и нефтепродуктов в основном применяют в лабораторной практике при определении их фракционного состава.

При однократной перегонке нефть нагревается до заданной температуры, образовавшиеся и достигшие равновесия пары однократно отделяются от жидкой фазы - остатка. Этот способ, по сравнению с перегонкой с постепенным испарением, обеспечивает при одинаковых температуре и давлении большую долю отгона. Это важное достоинство используют в практике нефтеперегонки для достижения максимального отбора паров при ограниченной температуре нагрева во избежание крекинга нефти.

Перегонка с многократным испарением заключается в последовательном повторении процесса однократной перегонки при более высоких температурах или низких давлениях по отношению к остатку предыдущего процесса.

Из процессов сложной перегонки различают перегонку с дефлегмацией и перегонку с ректификацией.

При перегонке с дефлегмацией образующиеся пары конденсируют и часть конденсата в виде флегмы подают навстречу потоку пара. В результате однократного контактирования парового и жидкого потоков уходящие из системы пары дополнительно обогащаются низкокипящими компонентами, тем самым несколько повышается чёткость разделения смесей.

Процесс ректификации предназначен для разделения жидких неоднородных смесей на практически чистые компоненты или фракции, которые различаются по температуре кипения. Физическая сущность ректификации, протекающей в процессе перегонки нефти, заключается в двухстороннем массо- и теплообмене между потоками пара и жидкости при высокой турбулизации контактирующих фаз. В результате массобмена отделяющиеся от горячей жидкости пары обогащаются низкокипящими, а жидкость - высококипящими компонентами.

При определенном числе контактов между парами и жидкостью можно получить пары, состоящие в основном из низкокипящих, и жидкость - из высококипящих компонентов. Ректификация, как и всякий диффузионный процесс, осуществляется в противотоке пара и жидкости.