Сущность нефтеперерабатывающего производства

   Сущность  нефтеперерабатывающего производства

   Процесс переработки нефти можно разделить  на 3 основных этапа:

   1. Разделение нефтяного сырья на  фракции, различающиеся по интервалам  температур кипения (первичная переработка);

   2. Переработка полученных фракций  путем химических превращений содержащихся в них углеводородов и выработка компонентов товарных нефтепродуктов (вторичная переработка);

   3. Смешение компонентов с вовлечением,  при необходимости, различных  присадок, с получением товарных  нефтепродуктов с заданными показателями  качества (товарное производство).

   Продукцией  НПЗ являются моторные и котельные  топлива, сжиженные газы, различные  виды сырья для нефтехимических  производств, а также, в зависимости  от технологической схемы предприятия - смазочные, гидравлические и иные масла, битумы, нефтяные коксы, парафины. Исходя из набора технологических процессов, на НПЗ может быть получено от 5 до более, чем 40 позиций товарных нефтепродуктов.

   Нефтепереработка - непрерывное производство, период работы производств между капитальными ремонтами на современных заводах  составляет до 3-х лет. Функциональной единицей НПЗ является технологическая  установка - производственный объект с  набором оборудования, позволяющего осуществить полный цикл того или  иного технологического процесса.

   В данном материале кратко описаны  основные технологические процессы топливного производства - получения  моторных и котельных топлив, а  также кокса.

   Поставка  и приём нефти

   В Беларусь основные объёмы сырой нефти, поставляемой на переработку, поступают на НПЗ по магистральным нефтепроводам. Небольшие количества нефти, а также газовый конденсат, поставляются по железной дороге. В государствах-импортёрах нефти, имеющих выход к морю, поставка на припортовые НПЗ осуществляется водным транспортом.

   Принятое  на завод сырьё поступает в  соответствующие емкости товарно-сырьевой базы (рис.1), связанной трубопроводами со всеми технологическими установками  НПЗ. Количество поступившей нефти  определяется по данным приборного учёта, или путём замеров в сырьевых емкостях.

Подготовка  нефти к переработке (электрообессоливание)

   Сырая нефть содержит соли, вызывающие сильную  коррозию технологического оборудования. Для их удаления нефть, поступающая  из сырьевых емкостей, смешивается  с водой, в которой соли растворяются, и поступает на ЭЛОУ - электрообессоливащую установку (рис.2). Процесс обессоливания осуществляется в электродегидраторах - цилиндрических аппаратах со смонтированными внутри электродами. Под воздействием тока высокого напряжения (25 кВ и более), смесь воды и нефти (эмульсия) разрушается, вода собирается внизу аппарата и откачивается. Для более эффективного разрушения эмульсии, в сырьё вводятся специальные вещества - деэмульгаторы. Температура процесса - 100-120°С.

Первичная переработка нефти

   Обессоленная  нефть с ЭЛОУ поступает на установку  атмосферно-вакуумной перегонки  нефти, которая на российских НПЗ  обозначается аббревиатурой АВТ - атмосферно-вакуумная трубчатка. Такое название обусловлено тем, что нагрев сырья перед разделением его на фракции, осуществляется в змеевиках трубчатых печей (рис.6) за счет тепла сжигания топлива и тепла дымовых газов.

   АВТ разделена на два блока - атмосферной и вакуумной перегонки.

1. Атмосферная перегонка

   Атмосферная перегонка (рис. 3,4) предназначена для  отбора светлых нефтяных фракций - бензиновой, керосиновой и дизельных, выкипающих до 360°С, потенциальный выход которых составляет 45-60% на нефть. Остаток атмосферной перегонки - мазут.

   Процесс заключается в разделении нагретой в печи нефти на отдельные фракции  в ректификационной колонне - цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены контактные устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость - вниз. Ректификационные колонны различных размеров и  конфигураций применяются практически  на всех установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в  них варьируется от 20 до 60. Предусматривается  подвод тепла в нижнюю часть колонны  и отвод тепла с верхней  части колонны, в связи с чем температура в аппарате постепенно снижается от низа к верху. В результате сверху колонны отводится бензиновая фракция в виде паров, а пары керосиновой и дизельных фракций конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, мазут остаётся жидким и откачивается с низа колонны.

2. Вакуумная перегонка

   Вакуумная перегонка (рис.3,5,6) предназначена для  отбора от мазута масляных дистиллятов  на НПЗ топливно-масляного профиля, или широкой масляной фракции (вакуумного газойля) на НПЗ топливного профиля. Остатком вакуумной перегонки является гудрон.

   Необходимость отбора масляных фракций под вакуумом обусловлена тем, что при температуре  свыше 380°С начинается термическое разложение углеводородов (крекинг), а конец кипения вакуумного газойля - 520°С и более. Поэтому перегонку ведут при остаточном давлении 40-60 мм рт. ст., что позволяет снизить максимальную температуру в аппарате до 360-380°С.

   Разряжение  в колонне создается при помощи соответствующего оборудования, ключевыми  аппаратами являются паровые или  жидкостные эжекторы (рис.7). 

   3. Стабилизация и вторичная перегонка  бензина

   Получаемая  на атмосферном блоке бензиновая фракция содержит газы (в основном пропан и бутан) в объёме, превышающем  требования по качеству, и не может  использоваться ни в качестве компонента автобензина, ни в качестве товарного  прямогонного бензина. Кроме того, процессы нефтепереработки, направленные на повышение  октанового числа бензина и производства ароматических углеводородов в  качестве сырья используют узкие  бензиновые фракции. Этим обусловлено  включение в технологическую  схему переработки нефти данного  процесса (рис.4), при котором от бензиновой фракции отгоняются сжиженные газы, и осуществляется её разгонка на 2-5 узких фракций на соответствующем  количестве колонн.

   Продукты  первичной переработки нефти  охлаждаются в теплообменниках, в которых отдают тепло поступающему на переработку холодному сырью, за счет чего осуществляется экономия технологического топлива, в водяных  и воздушных холодильниках и  выводятся с производства. Аналогичная  схема теплообмена используется и на других установках НПЗ.

   Современные установки первичной переработки  зачастую являются комбинированными и  могут включать в себя вышеперечисленные  процессы в различной конфигурации. Мощность таких установок составляет от 3 до 6 млн. тонн по сырой нефти  в год. На заводах сооружается  несколько установок первичной  переработки во избежание полной остановки завода при выводе одной  из установок в ремонт.