Ректификационная колонна нефтепереработки
Ректификация в нефтяной промышленности используется для разделения нефти на отдельные фракции для дальнейшей обработки и получения таких продуктов, как бензин, керосин и т.д. Для этого применяются ректификационные колонны нефтепереработки.
Фракционирование нефтяных смесей
Разделение нефтяной смеси на фракции — фракционирование — происходит на основе разницы температуры кипения отдельных составляющих смеси.
Разделение происходит при нагревании вещества до температуры, обеспечивающей частичное испарение, в результате чего образуются потоки пара и жидкости.
Принцип работы ректификационной колонны в нефтепереработке заключается в тепло- и массообмене между этими потоками. Поднимающийся вверх пар и текущая вниз жидкость контактируют друг с другом на контактных элементах установки — тарелках.
При контакте поток пара насыщается летучими компонентами с низкой температурой кипения, а поток жидкости — компонентами с высокой температурой кипения. В результате из установки выводится дистиллят (пар) и кубовый остаток (жидкость) с заданным составом.
Первичная перегонка нефти
Для первичной перегонки используются ректификационные колонны для нефти: одна сложная установка (например, двухколонная) или несколько последовательно соединённых простых. Для более чёткого разделения смеси на отдельные вещества может использоваться установка предварительного испарения.
Перегонка может осуществляться в условиях атмосферного давления при отделении фракций с температурой кипения ниже 360°C. При температуре, превышающей этот показатель, начинает меняться состав сырья, т.к. такой нагрев вызывает распад молекул.
При необходимости отделения фракций с подобной температурой кипения используются вакуумные установки: в условиях разрежения испарение вещества начинается при более низкой температуре.
В нефтяной смеси содержатся следующие фракции, которые можно получить в процессе первичной перегонки:
- бензиновая — начинает испаряться при 28°C;
- керосиновая — начинает испаряться при 150°C;
- дизельная (газойль) — начинает испаряться при 250°C;
- мазут — начинает испаряться при 360°C;
- гудрон — остаток, имеющий почти твёрдое состояние.
Видео ректификации
Несмотря на названия фракций, соответствующие названиям используемых в быту нефтепродуктов, продукты первичной перегонки требуют дальнейшей обработки и химического преобразования, чтобы повысить их потребительские качества. Так, например, бензиновая фракция требует вторичной перегонки.
Вторичная перегонка бензинового дистиллята
Комбинированные ректификационные колонны НПЗ могут выполнять вторичную перегонку бензинового дистиллята как часть общего процесса перегонки исходной нефтяной смеси; кроме того, вторичная перегонка может осуществляться как самостоятельный процесс обработки бензиновой фракции.
Принцип работы установки вторичной перегонки аналогичен принципу первичной: ректификация также осуществляется при многократном испарении и конденсации вещества, а разделение на отдельные фракции происходит при тепло- и массообмене между потоками жидкости и пара. В результате дистиллят разделяется на три фракции:
- бензольная — закипает при 62°C, отбирается из системы на первом этапе обработки в виде конденсата, откачиваемого из верхней части установки, в то время как остаток переходит в следующую колонну;
- толуольная — закипает при 85°C и конденсируется в верхней части на втором этапе вторичной перегонки;
- ксилольная — закипает при 115°C и откачивается из нижней части установки в виде кубового остатка (жидкости).
Из продуктов вторичной перегонки бензинового дистиллята получают ароматические углеводороды или бензин с высоким октановым числом. Также вторичной перегонке может подвергаться дизельная фракция.
Ректификация нефтяной смеси — это способ получить из сырого продукта однородные компоненты с минимальным количеством примесей и высокими потребительскими характеристиками. Продукты переработки используются в качестве топлива (моторного, дизельного, котельного), для бытовых нужд, в строительстве, металлургии и т.д.
