Первичная перегонка нефти

Технологические установки перегонки нефти предназначены для разделения нефти на фракции и последующей переработки или использования их в качестве компонентов товарных нефтепродуктов. Они составляют основу всех НПЗ. На них вырабатываются практически все компоненты моторных топлив, смазочных масел, сырье для вторичных процессов и для нефтехимических производств. От их работы зависит ассортимент и качество получаемых компонентов, и технико-экономические показатели последующих процессов переработки нефтяного сырья.

Процессы перегонки нефти осуществляют на атмосферных трубчатках (АТ) и вакуумных трубчатках (ВТ) или атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках.

На установках АТ осуществляют неглубокую перегонку нефти с получением топливных (бензиновых, керосиновых, дизельных) фракций и мазута. Установки ВТ предназначены для перегонки мазута. Получаемые на них газойлевые, масляные фракции и гудрон используют в качестве сырья процессов последующей (вторичной) переработки их с получением топлив, смазочных масел, кокса, битумов и других нефтепродуктов.

Современные процессы перегонки нефти являются комбинированными с процессами обезвоживания и обессоливания, вторичной перегонки и стабилизации бензиновой фракции: ЭЛОУ-АТ, ЭЛОУ-АВТ, ЭЛОУ-АВТ-вторичная перегонка и т. д.

Диапазон мощностей отечественных установок перегонки нефти широк – от 0,5 до 8 млн. т нефти в год [6]. Преимущества установок большой единичной мощности по сравнению с установками малой мощности: высокая производительность труда, низкие капитальные и эксплуатационные затраты.

Еще более существенные экономические преимущества достигаются при комбинировании ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ с другими технологическими процессами, такими как газофракционирование, гидро-

Рис. 1.1. Принципиальная схема переработки нефти

очистка топливных и газойлевых фракций, каталитический риформинг, каталитический крекинг, очистка масляных фракций и т. д.

На рис. 1.2 показана схема типовой современной АВТ, состоящей из пяти блоков [3, 6]: ЭЛОУ, атмосферная перегонка, стабилизация, вторичная перегонка бензина и блок вакуумной перегонки для получения топлив. В случае получения масел вакуумный блок может иметь одну или две вакуумные колонны, в которых получают 2-3 масляные фракции.

Нефть разделяется на фракции начиная от газа до фракций, кипящих выше 500 °С, все эти фракции направляются для использования в последующих процессах.

Рис. 1.2. Принципиальная схема типовой современной АВТ:

аппараты: 1 – резервуар с нефтью; 2 – блок ЭЛОУ; 3 – отбензинивающая колонна; 4 – атмосферная колонна; 5 – колонна стабилизации; 6 – колонна вторичной перегонки бензина; 7 – вакуумная колонна; 8 – эжектор; 9 – печи; 10 – теплообменники; 11 – холодильники; 12 – насосы;

потоки: I – сырая нефть; II – обессоленная нефть; III – отбензиненная нефть; IV, V – бензиновые фракции; VI – углеводородные газы; VII – сжиженный газ; VIII – фракция н.к.-85 °С; IX – фракция 85-180 °С; X – мазут; XI – газойлевая фракция; XII – легкий вакуумный газойль; XIII – вакуумный газойль; XIV – гудрон; XV – керосин; XVI – дизельное топливо

Обезвоженная и обессоленная на ЭЛОУ нефть дополнительно подогревается в теплообменниках и подается на разделение в колонну частичного отбензинивания 3. Уходящие с верха этой колонны углеводородный газ и легкий бензин конденсируется и охлаждается в аппаратах воздушного и водяного охлаждения, часть конденсата возвращается на верх колонны 3 в качестве острого орошения. Отбензиненная нефть с низа колонны 3 подается в трубчатую печь 9, где нагревается до требуемой температуры и направляется в атмосферную колонну 4. Часть отбензиненной нефти из печи 9 возвращается в низ колонны 3 в качестве горячей струи. С верха колонны 4 отбирается тяжелый бензин, а сбоку через отпарные колонны (на схеме не показаны) отбираются керосиновая и дизельная фракции. С низа атмосферной колонны 4 выводится мазут, который прокачивается через печь 9 и направляется в вакуумную колонну 7.

Смесь нефтяных паров и газы разложения с верха вакуумной колонны 7 подаются в вакуумсоздающую систему, где разделяются в газосепараторе на газовую и жидкую фазы. Газы отсасываются трехступенчатым пароэжекторным вакуумным насосом 8, а конденсат направляется в отстойник для отделения нефтепродукта. Верхним боковым погоном вакуумной колонны 7 отбирается фракция легкого вакуумного газойля (соляр). Часть его после охлаждения в теплообменниках возвращается на верх колонны в качестве верхнего циркуляционного орошения. Вторым боковым погоном отбирается широкая газойлевая (масляная) фракция, часть которой после охлаждения используется как среднее циркуляционное орошение вакуумной колонны 7. Балансовый избыток вакуумного газойля направляется на дальнейшую переработку. С низа вакуумной колонны 7 отбирается гудрон.

Во фракциях легкого и тяжелого бензинов, отбираемых с верха отбензинивающей колонны 3 и атмосферной колонны 4, содержатся растворенные углеводородные газы (С₁-С₄). Поэтому прямогонные бензины подвергаются стабилизации с выделением сухого (С₁-С₂) и сжиженного (С₃-С₄) газов с последующим их использованием.

На рис. 1.2 показан вариант топливного направления переработки прямогонного бензина. Нестабильный бензин с блока АТ после нагрева в теплообменнике 10 поступает в колонну стабилизации 5. С верха колонны 5 отбираются углеводородные газы (С₁-С₂) и сжиженные газы (С₃-С₄). Из стабильного (дебутанизированного) бензина с верха колонны вторичной перегонки бензина 6 отбирается фракция
н.к.-85 ºС, которая используется как добавка к товарным автомобильным бензинам для улучшения пусковых свойств. С низа колонны 6 отбирается фракция 85-180 ºС, используемая как сырье каталитического риформинга с целью получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов.

Второй вариант переработки прямогонного бензина – получение сырья для производства индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов). При производстве ароматических углеводородов исходный бензин разделяют на фракции 62-85 ºС (бензольную), 85-105 ºС (толуольную), 105-140 ºС (ксилольную).

Вопросы

1. Назовите физические и химические методы переработки нефти.

2. Как определяется фракционный состав нефти? Светлые и темные дистиллятные фракции нефти. Глубина переработки нефти.

3. Типы промышленных установок первичной перегонки нефти: АТ, АВТ, ЭЛОУ-АТ, ЭЛОУ-АВТ.

4. Приведите принципиальную технологическую схему блока атмосферной перегонки нефти установки АВТ.

5. Назовите продукты блока атмосферной перегонки нефти.

6. Приведите принципиальную технологическую схему блока вакуумной перегонки мазута установки АВТ.

7. Назовите продукты блока вакуумной перегонки мазута.

8. Укажите целевое назначение процессов вторичной переработки нефти?