Физические методы переработки нефти (прямая перегонка)

При перегонке нефти, основанной на разнице в температурах кипения отдельных фракций,

получают фракции или дистилляты, состав которых приведен в таблице

При выборе технологической схемы и режима атмосферной пере­гонки нефти руководствуются главным образом ее фракционным составом и, прежде всего, содержанием в ней газов и бензиновых фракций.

Блок атмосферной перегонки нефти высо­копроизводительной, наиболее распростра­ненной в нашей стране установки ЭЛОУ - АВТ - 6 функциониру­ет по схеме двухкратно­го испарения и двух­кратной ректификации (рис.).

Обезвоженная и обессоленная на ЭЛОУ нефть дополнительно подогревается в теплооб­менниках и поступает на разделение в колонну частичного отбензинивания 1. Уходящие с верха этой колонны угле­водородный газ и легкий бензин конденсируются и охлаждаются в аппаратах воздушного и водяного охлаждения и поступают в емкость орошения. Часть конденсата возвращается на верх колонны 1 в ка­честве острого орошения. Отбензиненная нефть с низа колонны 1 подается в трубчатую печь 4, где нагревается до требуемой темпера­туры и поступает в атмосферную колонну 2. Часть отбензиненной нефти из печи 4 возвращается в низ колонны 1 в качестве горячей струи. С верха колонны 2 отбирается тяжелый бензин, а сбоку через отпарные колонны 3 выводятся топливные фракции 180-220(230), 220(230)-280 и 280-350°С. Атмосферная колонна, кроме острого оро­шения, имеет 2 циркуляционных орошения, которыми отводится теп­ло ниже тарелок отбора фракций 180-220 и 220-280 °С. В нижние части атмосферной и отпарных колонн подается перегретый водя­ной пар для отпарки легко кипящих фракций. С низа атмосферной колонны выводится мазут, который направляется на блок вакуум­ной перегонки.

Рис. Принципиальная схема блока атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ-АВТ-6: 1- отбензинивающая колонна; 2 – атмосферная колонна; 3 – отпарные колонны; 4- атомосферная печь; I – нефть с ЭЛОУ; II - лёгкий бензин; III – тяжёлый бензин; IV – фракция 180-220 ⁰С; V - фракция 220-280 ⁰С; VI - фракция 280-350 ⁰С; VII – мазут; VIII – газ; IX – водяной пар

Каждая из фракций, в свою очередь, может быть разогнана в более узких интервалах температур с получением различных сортов дистиллята. Остаток после перегонки нефти – мазут может быть подвергнут фракционированию. Дистилляты разгонки мазута являются сырьем для получения смазочных масел.

Бензины прямой гонки состоят из парафиновых и нафтеновых углеводородов. Октановое число бензинов колеблется от 50 до 78. Добавка этиловой жидкости позволяет получить бензин с октановым числом до 87-95.

Химические высокотемпературные методы переработки нефти и нефтепродуктов включают

деструктивные процессы, при которых происходят более или менее глубокие изменения строения молекул исходного сырья. К таким методам относится крекинг фракций перегонки нефти (от лигроина до мазута). Под крекингом понимают расщепление исходных молекул на более мелкие. При крекинге наряду с распадом молекул происходят вторичные процессы синтеза крупных молекул.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ

Под термическими процессами подразумевают процессы хими­ческих превращений нефтяного сырья - совокупности реакций кре­кинга (распада) и уплотнения, осуществляемые термически, то есть без применения катализаторов. Основные параметры термических процессов, влияющие на ассортимент, материальный баланс и каче­ство получаемых продуктов, - качество сырья, давление, темпера­тура и продолжительность термолиза*.

В современной нефтепереработке применяются следующие типы термических процессов:

1. Термический крекинг высококипящего дистиллятного или ос­таточного сырья при повышенном давлении (2-4 МПа) и темпера­туре 500 - 540 °С с получением газа и жидких продуктов.

С начала возникновения и до середины XX в. основным назначе­нием этого «знаменитого» в свое время процесса было получение из тяжелых нефтяных остатков дополнительного количества бензинов, обладающих, по сравнению с прямогонными, повышенной детона­ционной стойкостью (60 - 65 пунктов по ОЧММ), но низкой хими­ческой стабильностью. В связи с внедрением и развитием более эф­фективных каталитических процессов, таких, как каталитичес­кий крекинг, каталитический риформинг, алкилирование и др., про­цесс термического крекинга остаточного сырья как бензинопроиз-водящий ныне утратил свое промышленное значение. В настоящее время термический крекинг применяется преимущественно как про­цесс термоподготовки дистиллятных видов сырья для установок кок­сования и производства термогазойля. Применительно к тяжелым нефтяным остаткам промышленное значение в современной нефте­переработке имеет лишь разновидность этого процесса, получивший название висбрекинга, - процесс легкого крекинга с ограниченной глубиной термолиза, проводимый при пониженных давлениях (1,5 -3 МПа) и температуре с целевым назначением снижения вязкости котельного топлива.

2. Коксование - длительный процесс термолиза тяжелых остат­ков или ароматизированных высококипящих дистиллятов при не­высоком давлении и температурах 470 - 540 °С. Основное целевое назначение коксования - производство нефтяных коксов различных марок в зависимости от качества перерабатываемого сырья. Побоч­ные продукты коксования - малоценный газ, бензины низкого каче­ства и газойли.

3. Пиролиз - высокотемпературный (750 - 800 °С) термолиз га­зообразного, легкого или среднедистиллятного углеводородного сы­рья, проводимый при низком давлении и исключительно малой про­должительности. Основным целевым назначением пиролиза явля­ется производство олефинсодержащих газов. В качестве побочного продукта при пиролизе получают высокоароматизированную жид­кость широкого фракционного состава с большим содержанием не­предельных углеводородов.

4. Процесс получения технического углерода (сажи) - исключи­тельно высокотемпературный (свыше 1200 °С) термолиз тяжелого высокоароматизированного дистиллятного сырья, проводимый при низком давлении и малой продолжительности. Этот процесс можно рассматривать как жесткий пиролиз, направленный не на получение олефинсодержащих газов, а на производство твердого высокодиспер­сного углерода - продукта глубокого термического разложения угле­водородного сырья по существу на составляющие элементы.

5. Процесс получения нефтяных пеков (пекование) - новый вне­дряемый в отечественную нефтепереработку процесс термолиза (кар­бонизации) тяжелого дистиллятного или остаточного сырья, прово­димый при пониженном давлении, умеренной температуре (360 - 420 °С) и длительной продолжительности. Помимо целевого продукта - пека - в процессе получают газы и керосино-газойлевые фракции.

6. Процесс получения нефтяных битумов - среднетемператур-ный продолжительный процесс окислительной дегидроконденсации (карбонизации) тяжелых нефтяных остатков (гудронов, асфальти­тов деасфальтизации), проводимый при атмосферном давлении и температуре 250 - 300°С.