Понимая, что такое нефтяные фракции и зная принципы перегонки нефти, пора узнать о том как работает ректификационная колонна, являющаяся основным аппаратом, в котором осуществляется фракционирование нефти и углеводородных фракций.
Для понимания принципа работы ректификационной колонны, рассмотрим самый показательный пример - атмосферную колонну перегонки нефти.
В атмосферной колонне происходит перегонка нефти на следующие фракции:
- углеводородный газ (фракция НК-50 °С);
- лёгкий бензин (фракция 30-140 °С);
- тяжёлый бензин (фракция 60-180 °С);
- керосин (фракция 160-240 °С);
- лёгкий дизель (фракция 200-360 °С);
- тяжёлый дизель (фракция 220-380 °С);
- мазут (фракция свыше 360 °С).
Атмосферная колонна получила свой название из-за рабочего давления при котором происходит перегонка нефти - оно примерно равно атмосферному давлению - 0,1013 МПа.
Не стоит думать, что если колонна называется атмосферной и давление в ней равно атмосферному, то процесс происходит в открытой системе, это не так. Контур атмосферной колонны в которой перегоняется нефть полностью герметичен, а давление поддерживается за счёт регулирования температуры паров аппаратами воздушного охлаждения (ХВ-1) и направления избытка УВГ из ёмкости Е-1 на сжигание в печь П-1.
Более подробно конструкцию и устройство атмосферной колонны мы рассмотрим в одной из следующих статей, а сейчас сфокусируемся на организации движения потоков в колонне.
1. Предварительно подогретая нефть поступает в трубчатую печь П-1, где нагревается за счёт сжигания углеводородного газа собственной выработки и природного газа извне, до температуры не более 360 °С.
2. Верхний предел температуры на выходе из печи в 360 °С установлен не случайно, ведь если нагреть нефть при атмосферном давлении до большего значения, то в змеевиках печи начнется термическое разложение с образованием непредельных углеводородов, что НЕДОПУСТИМО.
3. Нагрев нефти до 360 °С производится постепенно со скоростью не более 30 °С, что обусловлено необходимостью постепенного прогрева металла корпуса колонны.
4. После достижения температуры на выходе из печи П-1 значения в 360 °С для обеспечения дополнительной движущей силы в нижнюю (кубовую) часть колонны подается перегретый пар низкого давления. Без подачи пара пары нефти не смогут подняться по высоте колонны выше уровня отбора лёгкой дизельной фракции.
5. Нагретая нефть испаряется и пары поднимаются вверх по колонне, постепенно остывая и конденсируясь на контактных устройствах (тарелках), как это было описано в статье "Что такое перегонка с ректификацией?".
6. Первым аккумулирующим устройством по высоте колонны является глухая тарелка (не имеющая клапанов или колпачков) сбора тяжелой дизельной фракции, избыточное количество которой выводится в стриппинг К-1/4.
7. В стриппинг К-1/4 подаётся перегретый пар низкого давления, для отпаривания низкокипящих углеводородов, которые возвращаются в колонну К-1, а остаток выводится по двум направлениям:
- как компонент тяжелого дизельного топлива в резервуарный парк;
- в качестве 4-го циркуляционного орошения обратно в колонну К-1.
8. Вторым аккумулирующим устройством по высоте колонны является глухая тарелка (не имеющая клапанов или колпачков) сбора лёгкой дизельной фракции, избыточное количество которой выводится в стриппинг К-1/3.
9. В стриппинг К-1/3 подаётся перегретый пар низкого давления, для отпаривания низкокипящих углеводородов, которые возвращаются в колонну К-1, а остаток выводится по двум направлениям:
- как компонент лёгкого дизельного топлива в резервуарный парк;
10. Третьим аккумулирующим устройством по высоте колонны является глухая тарелка (не имеющая клапанов или колпачков) сбора керосиновой фракции, избыточное количество которой выводится в стриппинг К-1/2.
11. В стриппинг К-1/2 подаётся перегретый пар низкого давления, для отпаривания низкокипящих углеводородов, которые возвращаются в колонну К-1, а остаток выводится по двум направлениям:
- как компонент керосина в резервуарный парк;
12. Четвёртым аккумулирующим устройством по высоте колонны является глухая тарелка (не имеющая клапанов или колпачков) сбора фракции тяжёлого бензина, избыточное количество которого выводится в стриппинг К-1/1.
13. В стриппинг К-1/1 НЕ подаётся перегретый пар низкого давления, так как фракция отпаривается при условиях процесса и пары возвращаются в колонну К-1, а остаток выводится по двум направлениям:
- как компонент бензина в резервуарный парк;
14. Пары лёгкого бензина в смеси с углеводородным газом покидают колонну через трубопровод в верхней её части (шлемовый трубопровод), охлаждаются в воздушном холодильник ХВ-1 и попадают в приёмную (рефлюксную) ёмкость Е-1.
15. В ёмкости Е-1 углеводородный газ отделяется и направляется в печь П-1 в качестве топлива, а остаток выводится по двум направлениям:
- как компонент бензина в резервуарный парк;
15. Остаток атмосферной перегонки нефти - мазут, поступает из нижней (кубовой) части колонны К-1 в испаритель И-1, где при параметрах процесса отделяются пары низкокипящих углеводородов и возвращаются в колонну К-1.
16. Отпаренный мазут может направляться по двум направлениям:
- в резервуарный парк в качестве компонента котельного топлива;
Более подробно об атмосферной перегонке можно прочитать здесь.
Подписывайтесь на канал, читайте новые статьи о нефтепереработке и становитесь специалистом.
