ПЕРЕГОНКА НЕФТИ. ПОДГОТОВКА И ПЕРЕРАБОТКА НЕФТЕЙ. | Учебники по нефтепереработке 

2.1. ПЕРЕГОНКА НЕФТИ

скачать книгу

АКЦИЯ
Цена: 299 руб.
С рекламой

скачать книгу

Цена: 1 499 руб.
Без рекламы

Использование любых материалов сайта разрешено только с письменного согласия владельцев ресурса logmag.info ©

Перегонка нефти

Перегонку нефтей и нефтяных фракций осуществляют с применением постепенного или однократного испарения.

Перегонка с применением постепенного испарения осуществляется в аппаратах периодического действия в лабораториях. Перегонка предусматривает непрерывный отвод образующихся паров углеводородов, их конденсацию и охлаждение с получением жидких фракций.

Примером простой перегонки с постепенным испарением является метод перегонки нефтепродуктов по ГОСТ 2177-99 (АSTM) [3, с. 91]. Аппарат состоит из колбы Вюрца, конденсатора-холодиль­ника и приемника. Добиться четкого разделения нефтепродукта этим методом на узкие фракции невозможно, так как часть высококипящих компонентов переходит в паровую фазу, а часть низкокипящих остается в кипящей жидкости.

Более четкое разделение нефти на фракции происходит при применении перегонки с ректификацией. Примером перегонки нефтей с применением постепенного испарения с ректификацией является перегонка нефтей в аппарате АРН-2 [3, с. 92] , который состоит из куба, ректификационной колонны, конденсатора-холодильника, устройства для отбора проб и приемника. Образовавшиеся пары, выходящие из ректификационной колонны, конденсируют, дополнительно охлаждают, получают жидкость, которую возвращают в верх колонны в качестве орошения. Орошение испаряется за счет теплоты парового потока, в результате чего температура последнего понижается. При этом тяжелые углеводороды парового потока конденсируются, образуется жидкость (флегма), которая стекает вниз. В ректификационной колонне осуществляется тепло- и массообменный процесс за счет противоточного контакта паров и жидкости с помощью  специальных контактных устройств, на которых происходит контакт между восходящим потоком паров и стекающим потоком жидкости. В результате этого контакта низкокипящие углеводороды стекающей жидкости испаряются и переходят в паровую фазу, а высококипящие углеводороды поднимающихся паров конденсируются и переходят в жидкую фазу. Чем больше число контактов и количество стекающей флегмы, тем выше четкость разделения нефти на фракции.

В процессе перегонки с однократным испарением нефть нагревают в теплообменниках или в печи до заданной температуры, образовавшиеся и достигшие равновесия с жидкостью пары однократно (в один прием) отделяются от жидкой фазы в адиабатическом испарителе, пары конденсируются, конденсат охлаждается и собирается в приемнике. Жидкая фаза из испарителя охлаждается и собирается в приемнике.

Последовательное повторение процесса однократной перегонки нефти и нефтепродуктов при более высоких температурах или более низких давлениях является перегонкой с многократным испарением. После каждого отделения паров жидкий остаток вновь нагревают и образовавшиеся пары вновь отделяют. Если число однократных испарений является бесконечно большим, то будет иметь место перегонка с постепенным испарением.

Процесс с однократным испарением не позволяет четко разделить нефть и нефтепродукты на узкие фракции, так как часть высококипящих компонентов переходит в дистиллят (ректификат), а часть низкокипящих компонентов остается в жидкой фазе. Более четкое разделение нефти осуществляется при перегонке с однократным испарением с ректификацией.

В промышленной первичной переработке нефти процесс ректификации осуществляется в ректификационных колоннах непрерывного действия. Сущность процесса ректификации состоит в том, что нефть (или фракция нефти) подвергается однократному испарению с образованием паровой и жидкой фаз с последующим концентрированием низкокипящих фракций в паровой фазе и высококипящих углеводородов в жидкой фазе. Концентрирование углеводородов в нефтяных фракциях достигается за счет осуществления многократного массо- и теплообмена между паровой и жидкой фазами. Массо- и теплообмен осуществляется в ректификационных колоннах с использованием специальных контактирующих устройств – ректификационных тарелок или регулярных насадок. За счет этих устройств поднимающиеся в колонне пары контактируют со стекающей жидкостью. Состав жидкости близок к составу паров, но с большим содержанием  тяжелых углеводородов. Температура жидкого потока ниже температуры парового потока, в результате чего высококипящие компоненты парового потока конденсируются (осуществляется парциальная конденсация тяжелой части паров) и переходят в поток жидкости, а легкие компоненты жидкого потока испаряются за счет теплоты конденсации (осуществляется парциальное испарение легкой части  жидкости) и переходят в паровой поток. Эти процессы имеют место по всей высоте ректификационной колонны. В результате этого паровая фаза обогащается низкокипящими компонентами, а жидкая фаза – высококипящими компонентами. Чем больше ректификационных тарелок или чем больше высота регулярной насадки в колонне, тем выше четкость ректификации. Кроме того, четкость ректификации нефти или фракций нефти зависит от количества жидкости (флегмы), стекающей навстречу парам в колонне. Образовавшиеся при перегонке пары ректификата выходят с верха колонны, конденсируются и охлаждаются в конденсаторе-холодильнике – переходят в жидкость (флегму), часть которой возвращают на верхнюю тарелку колонны в виде острого (холодного) орошения. Отношение расхода острого орошения (ректификата, возвращаемого в колонну), к расходу получаемого ректификата называют кратностью орошения (или флегмовым числом), чем она больше, тем лучше четкость ректификации или четкость погоноразделения в укрепляющей части колонны – основной показатель эффективности работы ректификационных колонн, характеризующий их разделительную способность. В заводской практике показателем качества четкости ректификации является налегание температур кипения получаемых соседних фракций, которое находится обычно в пределах 14-28 оС. Кроме кратности орошения, на четкость погоноразделения оказывает влияние паровое число – отношение расхода паров и остатка под нижней тарелкой отгонной части колонны.

Четкость ректификации при принятой кратности орошения зависит от числа контактных устройств или высоты насадки и их эффективности.