Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Казанский государственный технологический университет

Совершенствование работы установок перегонки нефти Учебное пособие

Казань

КГТУ

2008

УДК 665.048.37-403/405 + 665.637.048.5

ББК 48.723

Алевтина Анатольевна Гречухина, Антон Александрович Елпидинский, Анна Евгеньевна Пантелеева

Совершенствование работы установок подготовки нефти / А. А. Гречухина, А.А. Елпидинский, А.Е. Пантелеева – Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2008. –120 с.

ISBN

Представлены теоретические основы процесса перегонки нефти. На основе патентов и научно-технической литературы систематизированы предлагаемые разработки процесса как по отдельным узлам установок, так и по совершенствованию работы оборудования.

Предназначено для студентов специальности 2404 при подготовке теоретического курса и проектировании установок перегонки нефти.

Подготовлено на кафедре химической технологии переработки нефти и газа.

Табл. 6. Ил. 39. Библиогр. 96 назв.

Печатается по решению методической комиссии

института нефти и нефтехимии

Рецензенты:	высший научный сотрудник Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова, член-корреспондент РАЕН, д-р хим. наук Петрова Л.М.
	зав. лабораторией Всероссийского научно-исследовательского института углеводородного сырья, канд. тех. наук Нигматуллина Р.Ш.

ISBN  Гречухина А.А., Елпидинский А.А.,

Пантелеева А.Е., 2008

 Казанский государственный

технологический университет, 2008

Введение

Первичная перегонка нефти является головным процессом в нефтепереработке. От нее зависит эффективность последующих вторичных процессов – каталитических процессов, работа маслоблока и других.

Единой схемы перегонки нефти не существует. Она зависит от состава нефти, потребности в ассортименте нефтепродуктов в каждом конкретном регионе.

На установках первичной перегонки нефти сосредоточено большое количество оборудования: колонны, печи, различные теплообменники и емкости, аппараты воздушного охлаждения, насосы и прочее.

Работа установок оценивается двумя показателями: отбором фракций от потенциального содержания их в нефти (глубина извлечения) и качеством получаемых нефтепродуктов. Эти показатели зависят от технологического режима и эффективности работы оборудования.

При модернизации устаревшего оборудования, не отвечающего современным требованиям, стремятся повысить эти два показателя, усовершенствовать технологию процесса с заменой оснащения отдельных ее узлов.

В данной работе рассмотрены рекомендации по усовершенствованию работы установок первичной перегонки нефти по данным технической литературы и патентов.

1. Перегонка нефти на нпз

1.1. История развития нефтепереработки

Нефть – это вторая, после воды, наиболее распространенная жидкость на земле, известная человеку уже несколько тысяч лет. Латинское название нефти – petroleum – означает буквально "масло камня". В действительности нефть представляет собой сложную смесь углеводородов с содержанием небольшого количества других химических веществ, таких как соединения серы, азота и кислорода. Для того чтобы можно было использовать различные компоненты этой смеси, их необходимо отделить друг от друга. Данный процесс разделения называется нефтеперегонкой.

Существуют данные, что люди использовали природные углеводороды и их производные на протяжении всей своей истории. Нефть, которая просачивалась на поверхность земли, образовывала при испарении битумы – смолообразные компоненты смеси углеводородов, входящих в состав нефти. Уже тысячи лет они используются как водонепроницаемые материалы при сооружении водопроводов, в судостроении, строительстве.

Есть ссылки на то, что битумы применялись для пропитки корзины, в которой был найден Моисей, и что Ноев ковчег изнутри и снаружи был просмолен ими. Американские индейцы собирали нефть для лекарственных целей. Первопоселенцы Америки обнаружили следы нефти, загрязнявшие источники воды, но научились собирать ее и использовать как горючее для светильников.

Значительным источником энергии нефть стала в девятнадцатом веке. Китобойная промышленность не могла обеспечить все страны мира нужным количеством китового жира, применявшегося тогда для освещения, был необходим новый источник энергии. Первая нефтяная скважина, пробуренная в августе 1859 года Эдвином Дрейком (Edwin Drake) в Пенсильвании, ознаменовала новую эру в истории человечества.

Диапазон способов использования нефти возрастал по мере обнаружения все новых ее запасов [1]. Первый нефтеперегонный завод в России был построен в 1745 году на реке Ухта архангельским купцом Ф.С. Прядуновым. Позже перегонные заводы возникли в Башкирии возле города Сергиевск, но производство прекратилось со смертью создателей Урзаметовых.

В 1823 году нефтеперегонный промысел возник на Северном Кавказе возле города Моздок. Основателями были братья Дубинины. Их производство просуществовало около четверти века, после чего нефтеперегонное дело в России вновь было заброшено на некоторое время [2]. На этих примитивных заводах из нефти отгоняли осветительный керосин, бензин, а мазут сжигали, так как он не находил применения.

Первоначально нефть перегоняли в кубах периодического действия, затем, начиная с середины 80-х годов XIX века – на кубовых батареях непрерывного действия [2], и они господствовали до 20-х годов двадцатого столетия на всех нефтезаводах мира. Затем они, в свою очередь, были вытеснены трубчатыми перегонными установками.

Первую трубчатую установку непрерывного действия разработали в 1890 году В.Г. Шухов и С.П. Гаврилов. Значительно позже появились американские трубчатые установки. Они состояли из огненного змеевикового нагревателя, испарителя, ректификационной колонны и теплообменной аппаратуры [3].

Чуть раньше, в 1876 году, В.Г. Шухов изобрел форсунку, которая быстро вытеснила устройства для сжигания жидкого топлива. Мазут стали применять как ценное топливо в промышленности и судоходстве. В том же году Д.И. Менделеев показал возможность получения из мазута минеральных смазочных масел перегонкой в вакууме. Нефтяные масла стали вытеснять животные [3].

Изобретение в последней четверти XIX века двигателя внутреннего сгорания способствовало новому скачку развития нефтяной промышленности. В дальнейшем появляется двигатель внутреннего сгорания «от сжатия» (дизель), появилась необходимость в дизельном топливе, занимающем промежуточное положение между керосином и мазутом. Увеличение скорости самолетов и необходимость преодоления звукового барьера выявили потребность в реактивном двигателе. Для него требовалось новое топливо – реактивный, или авиационный, керосин с повышенной химической стабильностью [4].

За последнее время изменилось отношение к процессам перегонки нефти. Если в начале основное внимание было нацелено на повышение производительности, то на сегодня главными задачами стали принципиальные вопросы технологии – определение оптимальных схем переработки, обеспечивающих повышение глубины отбора целевых компонентов, улучшение качества продуктов и снижение энергетических затрат на разделение [5].