3.1. Первичная перегонка нефти на промышленных установках

Подготовленная на ЭЛОУ нефть поступает на установки первичной перегонки для разделения на дистиллятные фракции и мазут или гуд­рон. Полученные фракции и остаток, как правило, не соответствуют требованиям ГОСТ на товарные нефтепродукты. Поэтому для их обла­гораживания, а также углубления переработки нефти продукты, полу­ченные на установках атмосферной и атмосферно-вакуумной перегон­ки, используются в качестве сырья вторичных (деструктивных) процес­сов в соответствии с вариантом переработки нефти.

Технология первичной перегонки нефти имеет целый ряд принци­пиальных особенностей, обусловленных природой сырья и требования­ми к получаемым продуктам. Нефть как сырье для перегонки обладает следующими свойствами: имеет непрерывный характер выкипания, не­высокую термическую стабильность тяжелых фракций и остатков, со­держащих значительное количество сложных малолетучих и практичес­ки нелетучих смолисто-асфальтеновых и серо-, азот- и металл органи­ческих соединений, резко ухудшающих эксплуатационные свойства нефтепродуктов и затрудняющих последующую их переработку.

Поскольку температура термической стабильности тяжелых фрак­ций примерно соответствует температурной границе деления нефти между дизельным топливом и мазутом по кривой ИТК, первичную пе­регонку нефти до мазута проводят обычно при атмосферном давлении, а перегонку мазута — в вакууме. Выбор температурной границы деле­ния нефти при атмосферном давлении между дизельным топливом и мазутом определяется не только термической стабильностью тяжелых фракций нефти, но и технико-экономическими показателями процесса разделения в целом. В некоторых случаях температурная граница деле­ния нефти определяется требованиями к качеству остатка. Так, при пе­регонке нефти с получением котельного топлива температурная грани­ца деления проходит около 300 °С, т. е. примерно половина фракции дизельного топлива отбирается с мазутом для получения котельного топлива низкой вязкости.

Однако такой вариант в настоящее время не является основным. В последние годы для расширения ресурсов дизельного топлива, а также сырья каталитического крекинга — наиболее важного и освоенного процесса, углубляющего переработку нефти — на установках атмосферной и атмосферно-вакуумной перегонки перегонки (АТ и АВТ) осуществляется все более глубокий отбор дизельной фракции и вакуумного газойля со­ответственно. Для получения же котельного топлива заданной вязкости используется процесс висбрекинга тяжелого остатка вакуумной пере­гонки.

Таким образом, вопрос обоснования и выбора температурной гра­ницы деления нефти зависит от вариантов технологических схем пере­гонки нефти и мазута и вариантов переработки нефти в целом.

Обычно перегонку нефти и мазута ведут соответственно при атмос­ферном давлении и в вакууме при максимальной (без крекинга) темпе­ратуре нагрева сырья с отпариванием легких фракций водяным паром. Сложный состав остатков перегонки требует также организации четко­го отделения от них дистиллятных фракций, в том числе и высокоэф­фективной сепарации фаз при однократном испарении сырья. Для этого устанавливают отбойные элементы, что и позволяет предотвратить унос капель паровым потоком.

Схемы аппаратурно-технологического оформления перегонки не­фти и мазута изображены на рис.3.1.

Нефть, нагретая в печи, поступает в секцию питания 1 сложной ко­лонны 3, где происходит однократное ее испарение с отделением в сепарационной секции 2 паров дистиллятной фракции от мазута.

Рис.3.1. Принципиальные схемы атмосферной колонны для перегонки нефти ( а ) и вакуумной колонны для перегонки мазута ( б ):

1 – секция питания; 2 – сепарационная секция; 3 – сложная колонна; 4 – боковые отпарные секции; 5 – нижняя отпарная секция;

I– нефть;II- дистиллятные фракции;III– водяной пар;IV– затемненный продукт;V– мазут;VI– гудрон;VII– вода.

Пары, поднимаясь из секции питания навстречу флегме орошения, разделя­ются ректификацией на целевые фракции, а из мазута за счет отпарива­ния водяным паром в нижней отпарной секции 5 выделяются легкокипящие фракции. Отпаривание легкокипящих фракций боковых погонов производят в боковых отпарных секциях (колоннах) 4 водяным па­ром или «глухим» подогревом. Орошение в сложной колонне 3 создается конденсацией паров в верху колонны и в промежуточных ее сечениях. Аналогичным образом организуется и процесс разделения мазута в вакуумной колонне.

Эффективная сепарация фаз в секции питания сложной колонны достигается установкой специальных сепараторов жидкости и промыв­кой потока паров стекающей жидкостью. Для этого режим работы ко­лонны подбирают таким образом, чтобы с нижней сепарационной сек­ции сложной колонны в нижнюю отпарную секцию стекала флегма F_n, количество которой обусловлено определенным избытком однократно­го испарения. Если принять расход избытка однократного испарения равным F_n— (0,05—0,07)Д то доля отгона сырья должна быть на вели­чину F_n больше отбора дистиллятной фракции.

При правильной организации промывки отбойников и сепарации фаз после однократного испарения тяжелая дистиллятная фракция со­держит незначительное количество смолисто-асфальтеновых, сернистых и металл- органических соединений.

Используемые в промышленности ректификационные системы по­зволяют обеспечить требуемую степень разделения дистиллятных фрак­ций при оптимальных затратах тепла, необходимого для таких энерго­емких процессов, как первичная перегонка нефти и мазута.