АТМОСФЕРНО-ВАКУУМНАЯ ПЕРЕГОНКА НЕФТИ
Установки атмосферно-вакуумной перегонки нефти (АВТ) на НПЗ являются головными, обеспечивающими сырьем все остальные установки. Направление переработки нефти обычно выбирают с учетом потребностей района, прилегающего к НПЗ, что позволяем уменьшить затраты на транспортирование полученной продукции. При атмосферно-вакуумной перегонке нефти получаются следующие фракции: - бензиновые фракции (н.к. – 180 °С); - фракции реактивного топлива (120 – 240 °С); - фракции дизельного топлива (240 – 350 °С). Бензиновые фракции на блоке вторичной перегонки разгоняются на узкие фракции: - н.к. – 85 °С – используются далее как компонент товарных автомобильных бензинов или подвергается изомеризации для получения высокооктановых компонентов товарных бензинов; - 85 – 180 °С – сырье установок каталитического риформинга для получения базовых высокооктановых компонентов товарного бензина; - узкие бензиновые фракции 62 – 85, 85 – 120, 120 – 140 °С – соответственно бензольная, толуольная и ксилольная, используемые для получения индивидуальных ароматических углеводородов. Фракции, выкипающие до 350 °С, отгоняются при атмосферном давлении. Остаток атмосферной перегонки – мазут подвергают перегонке с отбором при топливном варианте переработки нефти фракции 350 – 500 °С – вакуумного газойля, являющегося сырьем каталитического крекинга или гидрокрекинга. Остаток вакуумной перегонки – гудрон (фракция 500 °С+) используется в качестве сырья установок крекинга, коксования, получения битума. Может также добавляться в котельное топливо. При топливно-масляном варианте переработки нефти из мазута при вакуумной перегонке получают узкие масляные фракции (350 – 400, 400 – 450, 450 – 500 °С), которые используют для получения дистиллянтных масел. Из гудрона получают высоковязкие остаточные масла. Цель работы: 1. Получение навыков проведения атмосферной и вакуумной перегонки на стандартной лабораторной установке периодического действия – АРН-2. 2. Освоение методик анализа качества нефтей. 1. Перегонка нефти в аппарате АРН – 2 позволяет определить потенциальное содержание фракций, т.е. отношение массы бензиновых, керосиновых и других фракций к массе исходной нефти. Определение проводят на АРН – 2 (рис.1) по ГОСТ 11011 – 85. На этом же аппарате определяют содержание фракций, выкипающих до температуры 360 °С в мазутах, проводят отбор масляных фракций для определения их потенциального содержания. Ректификационная колонка аппарата 14 заполнена насадкой. Вначале засыпают 150 см3 крупной насадки высотой отрезка спирали 12 мм, диаметром витка 5 мм. Затем насыпают мелкую насадку 1400 см3 высотой отрезка спирали 6 мм, диаметром витка 3 мм. Во избежание уплотнения к мелкой насадке добавляют 250 см3 крупной насадки. Колонка имеет электрообогрев и покрыта изоляцией. Аппарат снабжен двумя кубиками для загрузки нефти (1, 9 и 3, 0 л). Кубик 3 нагревается электрической печью 2. Подъем, остановка и опускание печи осуществляется путем нажатия соответствующих кнопок на пульте. Узел конденсации паров состоит из обратного холодильника 10 и головки конденсатора 12. Приемник 7 представляет собой две соединенные краном стеклянные воронки. Буферная емкость 1 необходима для поддержания вакуума в системе. Ловушки устанавливают между головкой конденсатора и вакуумметром 18, между вакуумметром 17 и вакуумметром 23. Для отбора фракций, наладки режима служат краны: А – трехходовой, Б – полулунный, остальные – обычные. Тремя термопарами 5, 6, 9 контролируются температура верха, середины и низа колонки, термопарой 11 – температура головки конденсатора, термопарой 4 – температура в кубике. Все показания регистрируются потенциометром. Дифференциальный манометр 16 служит для замера перепада давлений между кубиком и верхом колонки. Остаточное давление в парах измеряет ртутный вакуумметр 18, остаточное давление в приемнике – вакуумметр 17. Температура дна, стенки печи и колонки регулируется при помощи автотрансформаторов (типа ЛАТР – 1).
Рисунок 1 – Схема технологического блока аппарата АРН – 2 1 – буферная емкость; 2 – печь; 3 – кубик; 4 – термопара кубика; 5, 6, 9 – термопары колонки; 7 – приемник; 8 – манифольд; 10 – обратный холодильник; 11 – термопара головки конденсатора; 12 – головка конденсатора; 13, 20 – накидные гайки; 14 – ректификационная колонка; 15, 22 – ловушки; 16 – дифференциальный манометр; 17, 18 – вакуумметры; 19 – решетка; 21 – открытая трубка; 23 – вакуумный насос
Рисунок 2 – Схема электрического блока АРН – 2 Перед началом перегонки нефть обезвоживают, отбирают в газометр, подключенный к аппарату АРН – 2. Кубик соединяют с дифференциальным манометром, вставляют термопару. В холодильник пускают воду, в рубашки приемников помещают лед (при необходимости). Обогрев регулируют так, чтобы разгонка началась через 1, 5 – 2 часа. После установления равновесия кран Д открывают и начинают отбор фракции при скорости 3 – 4 мл/мин (при загрузке 3 л) и 2 – 2, 5 мл/мин (при загрузке 1, 9 л). В зависимости от цели перегонки фракции отбирают в пределах заданных температур или по заданному объему (с последующим пересчетом объема в массу). При атмосферном давлении фракции отбирают до температуры 200 °С в парах (для сернистых и высокосернистых нефтей – до 180 °С). Затем обогрев колонки и печи выключают, печь опускают, аппарат остывает до температуры кубика 200 °С. Далее аппарат снова включают в сеть, поднимают электропечь, включают обогрев кубика и колонки. Включают вакуумный насос и постепенно, закрывая зажим 3, доводят остаточное давление до 1333, 3 Па (10 мм рт. ст.). При этом давлении отбирают фракции, выкипающие в пределах от 180 (200) до 320 °С. Фракции, выкипающие при температуре выше 320 °С, отбирают при остаточном давлении 133, 3 – 266, 6 Па (1 – 2 мм рт. ст.). Для отбора фракций кран В закрывают, кран Б ставят в положение, при котором нижняя воронка приемника соединяется с атмосферой, открывают кран Г и фракцию сливают в тарированную колбу. Разность температуры кипения в парах и в кубике: при отборе бензиновых фракций – не выше 100 °С, керосиновых фракций – 80 – 100 °С, дизельных фракций – 50 – 80 °С. Показания динамометра (в мм керосинового столба) при отборе: бензиновых фракций – не выше 50, керосиновых и дизельных фракций – до 100. После окончания вакуумной перегонки всю систему охлаждают под вакуумом и только после этого выключают вакуумный насос. Для пересчета температуры кипения в вакууме в температуру кипения при атмосферном давлении пользуются специальной номограммой. Режим перегонки записывается по форме (табл.1). Таблица 1 Режим перегонки
Таблица 2 Материальный баланс перегонки нефти
2. Определение содержания воды в нефти по ГОСТ 2477 – 65 (приложение А). Оформление результатов работы: а) краткая теоретическая часть, в которой необходимо изложить назначение установок первичной переработки нефти, основные продукты, получаемые на установке; б) описание методики выполнения работы с чертежом установки, результаты работы; в) рекомендации по дальнейшему использованию полученных фракций. Мероприятия по технике безопасности: 1 Осторожно обращаться с ртутным динамометром. При разливе ртути поступить согласно инструкции по технике безопасности. 2 Слив остатка из куба колонки производить только после его охлаждения до температуры не выше 100 °С обязательно в рукавицах и в сухую металлическую посуду. 3. Не оставлять включенную колонку без присмотра. Перечень вопросов, рекомендуемых для подготовки к коллоквиуму: 1 Классификация нефтей по содержанию серы по ГОСТ Р 51858 – 2002. 2 Разделение нефтей, поступающих на НПЗ, по степени подготовки на группы по ГОСТ Р 51858 – 2002. 3 Требования к нефтям, поступающим на установки первичной переработки, по содержанию хлористых солей и воды. 4 Вредное влияние солей в процессе перегонки нефти. 5 Вредное влияние воды в процессе перегонки нефти. 6 Перегонка нефти в присутствии испаряющего агента. 7 Вакуумная перегонка нефтяных фракций. 8 Продукты, получаемые при атмосферной перегонке нефти и их дальнейшее использование. 9 Продукты, получаемые при вакуумной перегонке мазута и их дальнейшее использование. 10 Направления переработки нефти.
|
