В статье "Что такое крекинг?" вы познакомились с явлением термического разложения высокомолекулярных (содержащих большое число атомов углерода) углеводородов, происходящим при температуре свыше 450 °С (при атмосферном давлении).
В результате реакций крекинга, из углеводородов нормального строения получаются непредельные соединения, которые окисляются при контакте с кислородом воздуха, ухудшая при этом характеристики товарных топлив.
Именно из-за этих ограничений атмосферная перегонка нефти ограничивается получением светлых нефтепродуктов с температурой конца кипения не выше 380 °С (тяжёлый дизель), но при этом остаток (мазут) содержит до 10-15% светлых нефтепродуктов, которые потенциально являются дорогостоящим топливом.
Если вы читали статью "Что такое нефтяная фракция?", то обратили внимание на содержание в нефти, ниже фракции тяжелого дизеля, фракций вакуумного дизельного топлива, вакуумного газойля и гудрона, которые очевидно при атмосферной перегонке, ограниченной мазутом (фракция с температурой конца кипения выше 360 °С), невозможно получить.
Именно для получения дополнительного объёма светлых нефтепродуктов и утяжеления остатка переработки и предназначена вакуумная перегонка, представляющая собой процесс фракционирования остатка атмосферной перегонки (мазута) при давлении процесса ниже атмосферного.
На рисунке выше наглядно показано, как зависит температура кипения от давления на примере стакана с водой, который кипит:
- на уровне моря, где давление составляет 760 мм.рт.ст., при температуре 100 °С;
- на высоте 1000 м над уровнем моря, где давление составляет 674 мм.рт.ст., при температуре 96,7 °С.
Данное явление объясняется тем, что кажущийся невесомым воздух, давит на всё, что находится под ним наподобие гигантского поршня, из-за чего энергии (в виде подведенного тепла) для перехода из жидкого состояния в газообразное при более высоком давлении, требуется больше.
Следуя аналогии с кипением воды, можно сделать логичный вывод, что снизив давление над поверхностью остатка атмосферной перегонки нефти (мазута) можно снизить температуру его кипения ниже 450 °С, избежав тем самым нежелательного крекинга.
Практической реализацией этой зависимости температуры кипения от давления в нефтепереработке и является вакуумная перегонка.
Чтобы мазут испарялся при температуре на выходе из нагревательной печи при температуре 400 - 410 °С, давление в колонне должно быть порядка 0,32 - 0,4 атмосфер (атмосферное давление - 1,03 атм).
Подробнее об особенностях и аппаратном оформлении процесса вакуумной перегонки мазута вы сможете узнать из следующих статей.
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.