1.3 Теоретичні основи процесу
Процес розділення нафти на фракції відбувається за рахунок ректифікації
Ректифікацією називається дифузійний процес розділення рідин, що розрізняються по температурах кипіння, за рахунок протиточного багатократного контакту пари і рідини.
Контакт пари і рідини здійснюється у вертикальних циліндричних апаратах — ректифікаційних колонах, забезпечених спеціальними пристроями — ректифікаційними тарілками або насадкою, що дозволяють створити тісний контакт між парою, що піднімається вгору по колоні, і рідиною, що стікає вниз.
У середню частину у вигляді пари, рідини або парорідинної суміші подається сировина. Зона, в яку подається сировина, носить назву евапораційної, оскільки в ній відбувається евапорация — однократне випаровування нагрітої в печі або теплообміннику суміші на парову і рідку фази.
Частина колони ректифікації, яка розташована вище введення сировини, називається концентраційною, а нижче — відгонною. У обох частинах колони відбувається один і той же процес ректифікації. Зверху концентраційної частини в паровій фазі виводиться цільовий продукт необхідної чистоти — ректифікат, а знизу — рідина, збагачена низькокиплячим компонентом. У відгонній частині з цієї рідини остаточно відпарюється низькокиплячий компонент. У вигляді рідини з низу цієї частини колони виводиться другий цільовий компонент — залишок.
Для здійснення процесу ректифікації в колоні необхідно створити висхідний потік пари і низхідний потік рідини. Перший потік створюється за рахунок теплоти, яка подається в відгонну частину колони, другий — за рахунок зрошення, яке вводиться в концентраційну частиною.
Перегонка нафти у вакуумі. Найрозповсюдженішим методом виділення фракцій з мазуту є перегонка його у вакуумі. Вакуум знижує температуру кипіння вуглеводнів і тому дозволяє при температурі 400...420°С відбирати дистиляти, що при атмосферних умовах мають температуру кипіння до 500°С. Нагрівання мазуту до температури 420°С супроводжується незначним крекінгом вуглеводнів, однак на використання одержаних дистилятів як сировини для вторинних процесів переробки нафти це істотно не впливає. При одержанні з мазуту оливних дистилятів розклад їх зводять до мінімуму, підвищуючи витрату водяної пари або знижуючи тиск у вакуумній колоні. Існуючими промисловими методами вдається створити залишковий тиск у вакуумній колоні 20...60 мм рт. ст. Щоб збільшити відбір дистилятів з мазутів, у вакуумну колону подають перегріту водяну пару або інший випаровуючий агент.
Вакуум у колоні створюють за допомогою вакуумних насосів, барометричних конденсаторів та пароежекторів або поверхневих конденсаторів та пароежекторів. Вакуумні насоси застосовуються лише на установках малої продуктивності.