1.2. Основное назначение и типы установок для перегонки нефти

Как уже отмечалось выше, нефть представляет собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, различных по молекулярному весу и температуре кипения [3].

Существуют первичные и вторичные методы переработки нефти [6]. Установки первичной перегонки нефти составляют основу всех нефтеперерабатывающих заводов, от их работы зависят качество и выходы получаемых компонентов топлив, а также сырья для вторичных и других процессов переработки нефти. Ко вторичным относят процессы деструктивной переработки (химической) путем термического и каталитического воздействия [3].

Нефть разделяют на фракции, различающиеся температурными пределами выкипания. Это разделение проводят с применением подогрева, дистилляции, ректификации, конденсации и охлаждения. Прямую перегонку осуществляют при атмосферном или несколько повышенном давлении, а остатков – под вакуумом. Атмосферные и вакуумные трубчатые установки (АТ и ВТ) строят отдельно друг от друга или комбинируют в составе одной установки (АВТ) [7], в этом есть ряд преимуществ:

• уменьшается число индивидуальных установок;

• уменьшается протяженность трубопроводов;

• уменьшается число промежуточных резервуаров;

• уменьшается расход электроэнергии, пара, воды на охлаждение;

• уменьшается расход металла;

• уменьшается нагрев и перекачка промежуточных продуктов;

• уменьшается площадь занимаемого оборудования и численность персонала;

• уменьшаются капитальные затраты.

Наиболее часто встречаемые комбинации – ЭЛОУ-АВТ, АВТ-вторичная перегонка бензинов, ЭЛОУ-АВТ-вторичная перегонка бензинов. Комбинирование объясняется близостью технологий проведения процессов [8].

1.3. Принципиальные схемы установок

Перегонка нефти на атмосферных установках подразделяется в зависимости от технологической схемы на:

1. установки с однократным испарением в одной ректификационной колонне;

2. установки с двукратным испарением в двух последовательно расположенных колоннах;

3. установки с предварительным испарением легких фракций в испарителе и последующей ректификацией [9].

Плюсы и минусы технологических схем приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Принципиальные схемы установок перегонки нефти

Однократная перегонка	Многократная перегонка	Перегонка с предварительным испарением
1	2	3
Положительные стороны:
1) простота и компактность конструкции	1) переработка стабильных и нестабильных нефтей	1) снижается давление в трубчатой печи
2) малая металлоемкость	2) переработка нефтей с большим содержанием светлых фракций	2) не требуется дополнительное оборудование (как при двухколонной схеме)
Окончание таблицы 1.1
1	2	3
3) меньшая температура нагрева сырья в печи [8]	3) гибкая технологическая схема переработки	3) снижаются энергетические затраты [9]
4) самые низкие энергетические показатели [5]	4) защита второй колонны от коррозии [9]	4) снижается температура нагрева в печи [8]
Отрицательные стороны:
1) если содержание бензиновых фракций более 10 % на нефть, то возрастает нагрузка на печь, насосы и колонну [9]	1) необходимы более высокие температуры нагрева в печи, чем при однократной перегонке	1) только для стабильных нефтей, не содержащих большое количество свободных газов (не более 1,5% на нефть) [9]
2) повышенная коррозия, если сернистая нефть [8]	2) большая металлоемкость	2) колонна не защищена от коррозии [8]
3) наименьшая технологическая гибкость [5]	3) необходимо дополнительное оборудование (колонна, насосы, теплообменники и т.д.) [8]

На установках всех типов предварительный подогрев нефти производиться в теплообменниках. При этом используется запас тепла нефтяных дистиллятов и остатков, полученных при перегонке. Дальнейшее направление потока нефти на установках разных типов осуществляется по-разному.

На установках с однократным испарением нефть прокачивают через трубчатую печь, откуда она под давлением того же насоса поступает в ректификационную колонну, где отделяются все заданные продукты перегонки [2], то есть нефть нагревается до заданной температуры, образовавшиеся и достигшие равновесия пары однократно отделяются от жидкой фазы–остатка [10]. После однократного испарения в системе остается все то, что в ней было до испарения; разница лишь в том, что до испарения исходная смесь находилась в жидком состоянии, после же – часть компонентов перешла в пар [6].

На установках с двукратным испарением нефть закачивается непосредственно в первую ректификационную колонну, а после нее – в трубчатую печь и затем – во вторую колонну. В первой колонне нефть отбензинивается, а во второй – разделяется на фракции [2], то есть происходит последовательное повторение процесса однократной перегонки при более высоких температурах или низких давлениях по отношению к остатку предыдущего процесса [10].

На установках с предварительным испарением нефть сначала закачивается в отдельный испаритель, а из него – в трубчатую печь и затем – в ректификационную колонну. В этой схеме, как и в предыдущей, испарение происходит двукратно, но ректификация осуществляется так, как описано в первой схеме. Для этого пары легких фракций из испарителя направляются в ректификационную колонну [2].