X-PDF

Перегонка нефти с ректификацией

Поделиться статьей

Целью первичной перегонки нефти является получение фракций с определенными свойствами (фракционный состав, t кип., плотность, t всп.). Для этого паровая и жидкая фазы после однократного испарения должны быть подвергнуты ректификации – концентрированию по низкокипящему компоненту (НКК) паровой фазы и по ВКК – жидкой фазы.

Сущность ректификации (принцип работы РК) – в многократном контактировании встречных потоков паров и жидкости и происходящих при этом фазовых превращениях (при контактировании происходит парциальная конденсация паров и парциальное испарение жидкости), при этом паровая фаза за счет тепла конденсации обогащается НКК (легкие углеводороды), а жидкая обогащается ВКК. Процесс ректификации осуществляется в РК, а тепло- и массообмен – на специальных контактных устройствах – тарелках.

Схема процесса ректификации показана на рисунке 3.4.

В среднюю часть колонны поступает сырье F с температурой tF и состава XF. При входе в колонну происходит процесс однократного испарения, в результате которого образуются пары GF состава УF и жидкость gF состава XF, находящиеся в равновесии, т.е. имеющие одинаковое давление и температуру. На каждой n-й тарелке обеспечивается контакт между парами Gn-1, поступающими на данную тарелку, и жидкостью (флегмой) g n+1, стекающей на эту тарелку: пар обогащается НКК, а жидкость – ВКК, т.е. меняется состав фаз. Уходящие с тарелки n потоки паров Gn и жидкости g n будут находиться в равновесии. При этом пары Gn, поступающие на вышележащую тарелку n+1, вновь вступают в контакт с соответствующим жидкости, стекающим с вышележащей тарелки nк. Процесс обогащения пара НКК, а жидкости ВКК происходит в том случае, если жидкость, находящаяся на одном горизонтальном уровне с паром (g n+1 и Gn) содержит больше НКК, чем жидкость g n, равновесная с этим паром Gn. При постоянном давлении в колонне этот уровень будет обеспечиваться, если температура жидкости g n+1 будет ниже (эта Dt= 5-100C), чем температура паров Gn, т.е. если температура в колонне будет уменьшаться в направлении движения потока паров (вверх) и возрастать в направлении потока жидкости (флегма) вниз. Самая низкая температура – верх, высокая – низ. Температура жидкости на тарелке за счет теплоты конденсации легких углеводородов повышается на 4-60С. Паровой поток с верха проходит к-х и часть ректификата Дор возвращается в колонну на орошение для создания жидкого потока. Отношение Дор/ Дтов – кратность орошения, чем &gt .тем выше четкость ректификации

Рисунок 3.4 – Схема процесса ректификации

При ректификации повышается степень разделения смеси (четкость ректификации), т.е. уменьшается Dt интервал налегания.

Четкость ректификации – величина температурного интервала между концом кипения ЛКД и началом кипения смежного ему тяжелого дистиллята, зависит от состава сырья и получаемых продуктов, числа тарелок в колонне, флегмового числа (Ф=L(ж)/D(п)), отпарного числа. Ф=1,01-1,1 (рабочее 1,25)

Так четкость ректификации для бензиновой секции колонны

Зависит от субъективных факторов

Dtб=tккб — tнкк

керосиновой Dtк=tккк — tнкд

Dtд=tккд — tнкм

Поэтому четкость ректификации оценивают по более надежным показателям — температурам выкипания 5% и 95%, т.е. Dtб`=t95б — t5к =11-150С (допускается по ГОСТ)

Dtк`=t95r — t5д = 14-28 0С

Dt&gt .Dt1 Нефть при нагревании разделяется на Ж и П. Если же произвести ректификацию, то конечными продуктами будут R и D, при этом Dt&gt .Dt1, т.е. четкость ректификации возрастет и другими будут физико-химические показатели качества D и R (вязкость, плотность) в сравнении с П и Ж. Высокие эксплуатационные характеристики качества топлив будут при Dt=10-150С.

Dtд`=t95д — t5м = 6-8 0С

t0C

3.2.1 Устройство ректификационной колонны.

Представленная информация была полезной?
ДА
58.67%
НЕТ
41.33%
Проголосовало: 963

Ректификация смесей осуществляется в РК. Структурная схема процесса ректификации и устройство РК показаны на рисунке 3.5.

Основные элементы ректификационного разделения нефти: 1- нагрев нефти . 2- испарение (эвапорационное пр-во) . 3- обогащение (укрепление паровой фазы) . 4- обогащение жидкой фазы ВКК за счет отгона (отпарки) от нее легких углеводородов (отпарная секция) . 5- конденсатор-холодильник . 6- сепарация газа от жидкости. П0 – отогнанные от жидкости легкие углеводороды поступают на конденсацию в укрепляющую часть 3, Жу — сконденсированные в укрепляющей части ВКК в виде жидкого потока (флегмы) поступают в отгонную часть колонны Тарелка, на которую подается сырье, называется тарелкой питания. Целевой продукт отгонной секции- жидкий остаток, а укрепляющей- пары ректификата.

Рис. 3.5 – Структурная схема процесса ректификации

В зависимости от количества получаемых продуктов при разделении смесей различают простые и сложные РК. В первой получают бензин и полумазут. В сложной — получают три и более продуктов. На практике используют одну сложную колонну (РК). В сложной РК укрепляющие части колонн К-2 и К-3 расположены над К-1, а отгонные части колонн К-2 и К-3 вынесены в виде отдельных отпарных колонн (стриппингов), связанных со своими укрепляющими частями потоками флегмы и паров. Поток паров нефти в этом случае проходит от эвапорационного пространства до верха колонны, парциально конденсируясь за счет встречного потока орошения, перетекающего из одной укрепляющей части в другую. Сконденсированный поток флегмы по переточным трубам поступает в заданных количествах в соответствующие стриппинги, куда подается в качестве отпаривающего агента пар и снизу которых выводятся соответствующие дистилляты (керосин, ДТ). Процесс проводят при Р=0,15-0,2 МПа.

Водяной пар используется для отпаривания легких фракций от топливных или масляных фр, а также от мазута и гудрона. Основное действие водяного пара- снижение парциального давления углеводородных паров. Поскольку при отпаривании тепло отнимается от самого потока, температура его понижается, следовательно по мере увеличения расхода В.П.масса отпариваемых фракций уменьшается. Общий расход В.П. в атмосферные колонны составляет 1,2-3,5% масс., в вакуумные -5-8% масс. на сырье, что соответствует максимальному отпариванию паров до 25%. Доля В.П. в общем потоке паров при этих расходах колеблется от 8 до 50% об.

Рисунок 3.6 – Схема сложной атмосферной колонны

Для разделения термически нестойких нефтяных смесей (мазут), т.е. чтобы отобрать от нефти дистилляты, кипящие выше 3500 С, используют перегонку под вакуумом. Вакуум создается за счет откачки насосом (эжектор) смеси неконденсируемых газов.

Рисунок 3.7 – Схема вакуумной колонны

Рисунок — Схема вакуумной колонны:

1– корпус . 2 – ректификационные тарелки . 3 – отбойник . 4 – конденсатор-холодильник . 5 – отстойник . 6 – холодильник . I – мазут . II – водяной пар . III – несконденсировавшиеся газы . IV – вода . V – циркуляционное орошение . VI – боковой продукт . VII – гудрон.

На рисунке 3.8 приводится устройство барометримеческого конденсатора для создания вакуума.

1 – корпус . 2 – тарелка . 3 – барометрическая труба . 4 – колодец . 5 – гидравлический затвор . I – пары и газы из вакуумной колонны . II – несконденсированные газы разложения и воздух . III – холодная вода . IV – сток воды в канализацию.

Рисунок 3.8 – Схема барометрического конденсатора

Вакуум понижает температуру кипения углеводородов, что позволяет при 410-4200С отобрать дистилляты, имеющие температуру кипения до 5000С. Мазут подогревается от 3200Сдо 4100С и с долей отгона 40-70% поступает в колонну. Конечно, при 4200С происходит крекинг некоторых углеводородов, но присутствие непредельных устраняется вторичными методами переработки. Остаточное давление в ВК 20-60 мм рт ст. Чтобы увеличить отбор светлых от мазута в ВК подают перегретый В.П.или испаряющий агент. Процесс ректификации аналогичен процессу в атмосферной колонне.

В ВК диаметр отгонной секции в 1,5-2 раза меньше, чем концентрационной секции. Это объясняется меньшим объемом паров (нагрузка по парам) и снижением времени пребывания гудрона в зоне высоких температур с целью уменьшить разложение гудрона.

Основным элементом РК является ректификационная тарелка, на которой осуществляется массо- и теплообмен между жидкой и паровой фазами.


Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.67%
НЕТ
41.33%
Проголосовало: 963

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет