1.11. Перегонка нефти в вакууме

Высокая температура нагрева сырья вызывает разложение углеводородов. Перегонка в вакууме основана на том, что при уменьшении внешнего давления над жидкостью понижается температура ее кипения. Практически это означает следующее: углеводороды, кипящие, например, при 500 ^оС при атмосферном давлении, можно перегонять при давлении в несколько миллиметров ртутного столба уже при 200–250 ^оС [2].

На современных вакуумных установках применяют следующие технологические схемы перегонки мазута:

1. однократное испарение всех отгоняемых фракций в одной вакуумной колонне;

2. однократное испарение с применением отпарных колонн;

3. двукратное испарение отгоняемых фракций в двух вакуумных колоннах (по остатку или дистилляту).

Получаемые при вакуумной перегонке мазута-дистилляты могут быть использованы в качестве сырья каталитического крекинга (работа по топливной схеме) и в качестве фракций для производства масел (работа по масляной схеме). При работе по топливной схеме на установке получается одна широкая фракция, направляемая в качестве сырья (широкого вакуумного отгона) на установки каталитического крекинга. Если вакуумная перегонка ведется с целью получения масляных дистиллятов, то к качеству фракций предъявляются более жесткие требования [9].

В вакуумной колонне применяют ограниченное количество тарелок (так как увеличение числа тарелок приводит к повышению давления в питательной секции и к снижению глубины отбора [3]) с низким гидравлическим сопротивлением или насадку; используют вакуум создающую систему (ВСС), обеспечивающую достаточно глубокий вакуум. Количество тарелок в отгонной секции ограничено (4–6), чтобы обеспечить малое время пребывания нагретого гудрона. С этой целью одновременно уменьшают диаметр куба колонн, чтобы он был в 1,5–2 раза меньше диаметра концентрационной части [10]. Из-за больших потоков паров, находящихся в глубоком вакууме, диаметр таких 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 [8]. Чтобы снизить дополнительно температуру перегонки, вводят водяной пар.

Оптимальность работы вакуумного блока определяется следующими факторами:

• качеством мазута по содержанию светлых нефтепродуктов, выкипающих до 350 ^oС;

• технологическим режимом работы узлов подсистемы (температура нагрева сырья в печи);

• конструкцией устройств ввода сырья и зоны испарения вакуумной колонны;

• соответствием показателей (водяной пар, охлаждающая вода) технологическому проекту (их параметры);

• конструкцией контактных устройств [15];

• остаточным давлением в верхней части колонны (чем оно меньше, тем меньше нагрев сырья в печи, то есть меньше затрат);

• перепадом давления в колонне и трансферной линии, соединяющей колонну с нагревательной печью [16].