Ректфикация и устройство ректификационной колонны. Нефть- это сложная смесь большого количества взаимно растворимых углеводородов, имеющих различные температуры начала кипения

ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

Нефть- это сложная смесь большого количества взаимно растворимых углеводородов, имеющих различные температуры начала кипения.

Первичная переработка начинается с перегонки. С повышением температуры из нефти последовательно удаляются углеводороды, выкипающие в заданном интервале температур. Группа углеводородов выкипающая в определенном интервале температур называется фракцией, а сам процесс разделения на фракции – перегонкой нефти.

Простейшие процессы перегонки нефти: кубовой периодический и батарейный.

В 1745 г купец Федор Прядунов построил на реке Ухте первый НПЗ. Использовал по аналогии кубовую установку, ранее применявшуюся для добычи из древесной смолы, дегтя, скипидара, канифоли (смолокурение известно на Руси с 12 – 13 веков).

Нефтеперегонная установка состояла из железной емкости с медной крышкой. Выходящая труба проходила через бочку с водой. Пары нефти, охлаждались и конденсировались. Когда конденсат начинал темнеть, процесс прекращали, густой остаток (мазут) выбрасывали. Из 40 ведер нефти получали 16 ведер фотогена (аналог керосина), 12 ведер мазута и 4 ведра улетучивалось. Это кубовая установка периодического действия.

Температурные границы фракций определялись «на глазок». В дальнейшем применялись кубовые батареи, каждая из которых предназначалась для отдельной фракции.

Следующий этап – кубы установленные последовательно в батарею, каждый из которых производил отдельную фракцию. Далее процесс сделали непрерывным.

Впервые использовали принцип регенерации – отбираемое при конденсации тепло направлялось на предварительный нагрев исходного продукта (экономия тепла, повышение производительности установки). Относительно куба периодического действия, батарея для непрерывной перегонки с регенерацией увеличивала производительность в 27 раз!

В промышленных масштабах применяется процесс ректификации и ректификационная колона, которая позволяет проводить эту операцию постоянно, затрачивая гораздо меньше труда, оборудования и энергии в виде топлива и тепла.

Ректификационная колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат высотой до 30 метров и диаметром от 2-х до 4-х метров. Колона набирается из отдельных элементов называемых царга.

Сырьевой насос подает нефть из резервуара, через нагревательную печь, разогрев до 360 С. При этой температуре испаряется более 50% объема.

Полученная смесь жидкости и паров подается в низ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ.

В царгах расположены разделительные тарелки, а в них отверстия для прохода паровой (капельной) смеси. Отверстия в колонне снабжены БАРБОТАЖНЫМИ КОЛПАЧКАМИ и СЛИВНЫМИ СТАКАНАМИ.

Барботажные колпачки обеспечивают барботаж поднимающихся паров, через слой жидкости толщиной около 10 мм находящийся на тарелке. Пары нефти поднимаясь вверх барбатируют через слой жидкости расположенной на отдельных тарелках при этом происходит интенсивный процесс тепло-массообмена.

Пары при этом несколько охлаждаются, так как температура жидкости ниже, происходит естественный процесс конденсации, и часть углеводородов переходит в жидкое состояние, увеличивая объем жидкости на тарелке.

Пройдя через слой жидкости, и потеряв часть тяжелых углеводородов, пары поднимаются к следующей тарелке, где процесс повторяется.

В результате конденсации происходит увеличение объема жидкости, избыток, которой переливается через сливной стакан на нижнюю тарелку.

Число тарелок должно быть таким, что бы общее количество продуктов, входящих в колонну в колонну, равнялось количеству продуктов отбираемых из отдельных тарелок.

Некоторые перегретые молекулы многократно циркулируют в виде пара, поднимаясь на несколько тарелок вверх и на несколько тарелок опускаясь вниз. Именно эта промывка пара жидкостями с разными температурами и обеспечивает четкое разделение на фракции.

Температура на разных уровнях колонны (на заданных разделительных тарелках) четко фиксирована и с этих тарелок происходит отбор желаемого продукта (фракции).

На определенных тарелках имеются патрубки для отбора продуктов ректификации. На разных уровнях колоны, температура смеси различна. Внизу – около 400 гр С, вверху 100 – 180 гр.С

Существуют технологические приемы, способствующие повышению производительности ректификационной колонны и качества технологического процесса разгонки.

Дата добавления: 2014-12-07