2.9.2. Увеличение выхода дистиллятов за счет воздействия на коллоидно-дисперсное состояние нефти
Этот способ интенсификации процесса прямой перегонки нефти заключается в принципе регулирования коллоидно-дисперсного состояния сырья и фазовых переходов путем соответствующего воздействия на сырье – нефть, мазут, которые представляют собой не молекулярные растворы, а дисперсные системы. К таким воздействиям относятся введение в сырье активирующих добавок (концентраты ароматических углеводородов, отходов химической и нефтехимической промышленности), ПАВ, применение ультразвука, магнитного поля [29]. В результате такого вмешательства изменяется радиус ядра и толщина адсорбционно-сольватной оболочки элементов нефтяной дисперсной системы. Это позволяет увеличить выход целевых продуктов, улучшить их качество, снизить энергозатраты.
Кавитационное воздействие – физическое воздействие полей с помощью ультразвуковых кавитационных установок. Они представляют собой участок трубопровода с фланцами, с наружной стороны которого установлены ультразвуковые излучатели. Такая установка не вносит дополнительного сопротивления в систему, надежно функционирует при любой скорости течения жидкости и степени ее агрессивности, проста в обслуживании и обладает возможностью тонкой электронной регулировки интенсивности кавитационной обработки.
Воздействия колебаний при прохождении через ультразвуковой кавитатор нефти показали следующие результаты:
снижается примерно на 10 % температура начала кипения нефтяных фракций;
увеличивается выход фракций при одинаковой температуре отгона.
Отсюда можно сделать вывод, что ультразвуковые колебания ускоряют диффузию нефти в полости парафина, разрушают связи между отдельными частями молекул. Растворение парафина идет за счет интенсификации перемешивания нефти на границе нефть-парафин и действия импульсов давления, которые как бы разбрызгивают частицы парафина. В ультразвуковом поле уменьшается выход карбидов, а при увеличении выхода бензина уменьшается количество непредельных углеводородов в бензиновых фракциях. Однако после прекращения облучения молекулы парафина и смол медленно восстанавливают первоначальную систему.
Таким образом, уменьшение размеров дисперсных частиц вследствие физического воздействия позволяет увеличить выход целевых продуктов [86].
Воздействие постоянного магнитного поля перед началом вакуумной перегонки позволяет увеличить выход дистиллятов на 3 % масс [87]. Линии напряженности постоянного магнитного поля при этом направлены перпендикулярно вектору потока жидкости. Образующиеся пары выводят из зоны кипения параллельно зеркалу испарения, затем их охлаждают и конденсируют [88].
Гидродинамическое дробление может применяться как способ вакуумной перегонки. Суть заключается в предварительном нагреве жидкости, а затем ее дроблении в диспергаторе при постоянном выводе получаемых продуктов [89].
Комплексная гидродинамическая и акустическая обработка нефти в роторно-пульсационном аппарате перед атмосферной перегонкой позволяет перераспределить углеводороды по фракциям, и, как следствие, увеличить отбор «светлых» на 30–70 % масс по сравнению с традиционными способами получения нефтепродуктов [90].
Перечисленные способы являются сложными и дорогостоящими, но наиболее доступным считается воздействие магнитного поля.
В качестве активирующих добавок предлагают:
отработанные минеральные масла, взятые в количестве 0,3 – 5 % масс в расчете на мазут; их вводят в поток мазута перед подачей его в вакуумную колонну. Технический результат – увеличение выхода «светлых» не менее чем на 2 % масс [91];
кубовые остатки синтетических жирных кислот, взятые в количестве 0,00001–5 % от массы сырья [92];
ПАВ (блоксополимеры оксидов этилена и пропилена), взятые в количестве 510-2–510-5 % масс.в расчете на нефть [93].
На базе исследований атмосферно-вакуумной перегонки было установлено, что смешение нефтей различной вязкости позволяет повысить степень дисперсности системы и при этом обеспечить повышение выхода светлых фракций. Смешение проводят непосредственно перед подачей нефти в вакуумный блок [94].
Стабилизация давления в атмосферной колонне также позволяет интенсифицировать процесс перегонки нефти, повысить качество и глубину отбираемых нефтепродуктов, уменьшить энергозатраты. Сущность изобретения заключается в том, что пары из рефлюксной емкости подаются на эжекцию, где в качестве сжимающего агента используется жидкая фаза из той же рефлюксной емкости. Полученный конденсат может выводиться как готовый продукт или подаваться обратно в колонну в качестве флегмы. Это позволяет поддерживать давление на уровне 0.07 – 0.3 МПа (схема приведена на рис. 2.31) [95].
Рис. 2.31. Принципиальная схема поддержания давления в атмосферной колонне:
1 – атмосферная колонна; 2 – теплообменник; 3 – рефлюксная емкость; 5 – насос; I – нефть; II – пары легкого бензина; III – несконденсированные пары из рефлюксной емкости; IV – легкий бензин; V – флегма; VI – боковая фракция;
VII – мазут; VIII – конденсат
- Совершенствование работы установок перегонки нефти Учебное пособие
- 1. Перегонка нефти на нпз
- 1.1. История развития нефтепереработки
- 1.2. Основное назначение и типы установок для перегонки нефти
- 1.3. Принципиальные схемы установок
- 1.4. Продукты первичной перегонки нефти
- 1.5. Ректификация в процессах первичной перегонки нефти
- 1.6. Перегонка нефти в присутствии испаряющего агента
- 1.7. Виды орошений ректификационных колонн
- 1.8. Выбор давления и температурного режима в колонне
- 1.9. Блок атмосферной перегонки нефти
- 1.10. Краткие выводы по атмосферной перегонке нефти
- 1.11. Перегонка нефти в вакууме
- 1.11.1. Перегонка мазута по топливному варианту
- 1.11.2. Перегонка мазута по масляному варианту
- 1.12. Конденсационно-вакуумсоздающая система
- 1.13. Краткие выводы по вакуумной перегонке мазута
- 1.14. Основные показатели работы установок авт
- 2. Совершенствование установок перегонки нефти
- 2.1. Подогрев сырой нефти в процессе первичной перегонки
- 2.1.1 Рациональная и эффективная обвязка теплообменников
- 2.1.2. Применение теплообменников нового поколения
- 2.1.2. Прямая рекуперация тепла на установках когенерацией
- 2.2. Форсирование режима в колонне к-1
- 2.3. Основные технологические узлы колонн
- 2.3.1. Узел ввода сырья
- 2.3.2. Каплеуловитель
- 2.3.3. Узлы ввода жидких потоков
- 2.3.4. Узлы вывода жидкости
- 2.3.5. Трансферный трубопровод
- 2.4. Варианты испаряющего агента
- 2.5. Контактные устройства в ректификационных колоннах
- 2.6. Вакуумная перегонка мазута в насадочных колоннах
- 2.6.1. Общие сведения
- 2.6.2. Применение противоточных насадок
- 2.6.3. Применение перекрестно-точных насадок
- 2.6.4. Другие виды регулярных насадок
- 2.7. Практический подход к модернизации вакуумного блока
- 2.8. Новая система создания вакуума
- 2.9. Интенсификация процесса первичной переработки нефти
- 2.9.1. Увеличение выхода дистиллятов за счет вариантов схем переработки
- 2.9.2. Увеличение выхода дистиллятов за счет воздействия на коллоидно-дисперсное состояние нефти
- 2.9.3. Технология Линас
- Заключение
- Библиографический список
- Содержание