Краткое описание основных технологических процессов топливного производства
Краткое описание основных
технологических процессов топливного производства
Сергей Пронин
Сущность нефтеперерабатывающего
производства
Процесс переработки нефти можно
разделить на 3 основных этапа:
1. Разделение нефтяного сырья на
фракции, различающиеся по интервалам температур кипения (первичная переработка)
;
2. Переработка полученных фракций
путем химических превращений содержащихся в них углеводородов и выработка
компонентов товарных нефтепродуктов (вторичная переработка);
3. Смешение компонентов с
вовлечением, при необходимости, различных присадок, с получением товарных
нефтепродуктов с заданными показателями качества (товарное производство).
Продукцией НПЗ являются моторные
и котельные топлива, сжиженные газы, различные виды сырья для нефтехимических
производств, а также, в зависимости от технологической схемы предприятия -
смазочные, гидравлические и иные масла, битумы, нефтяные коксы, парафины. Исходя
из набора технологических процессов, на НПЗ может быть получено от 5 до более,
чем 40 позиций товарных нефтепродуктов.
Нефтепереработка - непрерывное
производство, период работы производств между капитальными ремонтами на
современных заводах составляет до 3-х лет. Функциональной единицей НПЗ является
технологическая установка - производственный объект с набором оборудования,
позволяющего осуществить полный цикл того или иного технологического процесса.
В данном материале кратко описаны
основные технологические процессы топливного производства - получения моторных
и котельных топлив, а также кокса.
Поставка и приём нефти
В России основные объёмы сырой
нефти, поставляемой на переработку, поступают на НПЗ от добывающих объединений
по магистральным нефтепроводам. Небольшие количества нефти, а также газовый
конденсат, поставляются по железной дороге. В государствах-импортёрах нефти,
имеющих выход к морю, поставка на припортовые НПЗ осуществляется водным
транспортом.
Принятое на завод сырьё поступает
в соответствующие емкости товарно-сырьевой базы (рис.1), связанной
трубопроводами со всеми технологическими установками НПЗ. Количество
поступившей нефти определяется по данным приборного учёта, или путём замеров в
сырьевых емкостях.
Подготовка нефти к переработке
(электрообессоливание)
Сырая нефть содержит соли,
вызывающие сильную коррозию технологического оборудования. Для их удаления
нефть, поступающая из сырьевых емкостей, смешивается с водой, в которой соли
растворяются, и поступает на ЭЛОУ - электрообессоливащую установку (рис.2).
Процесс обессоливания осуществляется в электродегидраторах - цилиндрических
аппаратах со смонтированными внутри электродами. Под воздействием тока высокого
напряжения (25 кВ и более), смесь воды и нефти (эмульсия) разрушается, вода
собирается внизу аппарата и откачивается. Для более эффективного разрушения
эмульсии, в сырьё вводятся специальные вещества - деэмульгаторы. Температура
процесса - 100-120°С.
Первичная переработка нефти
Обессоленная нефть с ЭЛОУ
поступает на установку атмосферно-вакуумной перегонки нефти, которая на
российских НПЗ обозначается аббревиатурой АВТ - атмосферно-вакуумная трубчатка.
Такое название обусловлено тем, что нагрев сырья перед разделением его на
фракции, осуществляется в змеевиках трубчатых печей (рис.6) за счет тепла
сжигания топлива и тепла дымовых газов.
АВТ разделена на два блока -
атмосферной и вакуумной перегонки.
1. Атмосферная перегонка
Атмосферная перегонка (рис. 3,4)
предназначена для отбора светлых нефтяных фракций - бензиновой, керосиновой и
дизельных, выкипающих до 360°С, потенциальный выход которых составляет 45-60%
на нефть. Остаток атмосферной перегонки - мазут.
Процесс заключается в разделении
нагретой в печи нефти на отдельные фракции в ректификационной колонне -
цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены контактные
устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость - вниз. Ректификационные
колонны различных размеров и конфигураций применяются практически на всех
установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в них
варьируется от 20 до 60. Предусматривается подвод тепла в нижнюю часть колонны
и отвод тепла с верхней части колонны, в связи с чем температура в аппарате
постепенно снижается от низа к верху. В результате сверху колонны отводится
бензиновая фракция в виде паров, а пары керосиновой и дизельных фракций
конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, мазут остаётся
жидким и откачивается с низа колонны.
2. Вакуумная перегонка
Вакуумная перегонка (рис.3,5,6)
предназначена для отбора от мазута масляных дистиллятов на НПЗ
топливно-масляного профиля, или широкой масляной фракции (вакуумного газойля)
на НПЗ топливного профиля. Остатком вакуумной перегонки является гудрон.
Необходимость отбора масляных
фракций под вакуумом обусловлена тем, что при температуре свыше 380°С
начинается термическое разложение углеводородов (крекинг), а конец кипения
вакуумного газойля - 520°С и более. Поэтому перегонку ведут при остаточном
давлении 40-60 мм рт. ст., что позволяет снизить максимальную температуру в
аппарате до 360-380°С.
Разряжение в колонне создается
при помощи соответствующего оборудования, ключевыми аппаратами являются паровые
или жидкостные эжекторы (рис.7).
3. Стабилизация и вторичная
перегонка бензина
Получаемая на атмосферном блоке
бензиновая фракция содержит газы (в основном пропан и бутан) в объёме,
превышающем требования по качеству, и не может использоваться ни в качестве
компонента автобензина, ни в качестве товарного прямогонного бензина. Кроме
того, процессы нефтепереработки, направленные на повышение октанового числа
бензина и производства ароматических углеводородов в качестве сырья используют
узкие бензиновые фракции. Этим обусловлено включение в технологическую схему
переработки нефти данного процесса (рис.4), при котором от бензиновой фракции
отгоняются сжиженные газы, и осуществляется её разгонка на 2-5 узких фракций на
соответствующем количестве колонн.
Продукты первичной переработки
нефти охлаждаются в теплообменниках, в которых отдают тепло поступающему на
переработку холодному сырью, за счет чего осуществляется экономия
технологического топлива, в водяных и воздушных холодильниках и выводятся с
производства. Аналогичная схема теплообмена используется и на других установках
НПЗ.
Современные установки первичной
переработки зачастую являются комбинированными и могут включать в себя
вышеперечисленные процессы в различной конфигурации. Мощность таких установок
составляет от 3 до 6 млн. тонн по сырой нефти в год.
На заводах сооружается несколько
установок первичной переработки во избежание полной остановки завода при выводе
одной из установок в ремонт.
Продукты первичной переработки нефти
|
Наименование
Похожие работы на - Краткое описание основных технологических процессов топливного производства
|