Примеры оборудования и установок для нефте- и газоперерабатывающих заводов:

установки АВТ (атмосферно-вакуумная трубчатка)

На перегонку обычно поступают нефти или смеси нефтей с содержанием светлых дистиллятов (выкипающих до 350°С) от 42 до 50% (масс.).

Современные установки большой мощности со­стоят из следующих блоков:

• предварительного нагрева нефти в теплообмен­никах;
• электрообессоливания и обезвоживания нефти (блок ЭЛОУ);
• последующего нагрева в теплообменниках;
• отбензинивания нефти (колонна повышенного давления с нагревательной печью);
• атмосферной колонны (с нагревательной печью и отпарными колоннами);
• фракционирования мазута под вакуумом (с нагревательной печью, отпарными колоннами и системой создания вакуума);
• стабилизации и вторичной перегонки бензина на узкие фракции.

В процессе производства исходная нефть насосом, несколькими параллельными потоками (например, 4 потока) продвигается через группу теплообменников, где она нагревается до температуры 100-130°С.

Использование такой системы нагрева нефти позволяет создать более эффективный тепло­обмен.

После теплообменников для усреднения тем­пературы потоки нефти смешиваются в общем кол­лекторе.

Далее нефть снова параллельными потоками направляется в 2 ступени электродегидраторов (блок ЭЛОУ).

По выходу из блока ЭЛОУ нефть нагревается вначале в параллельно включенных 2-х теплообменниках, а затем в очередном теплообменнике.

Нагретая до 200-250°С нефть поступает в отбензинивающую колонну по 2-м тангенциальным вводам.

Из этой колонны сверху уходят газы, пары воды и легкой бензиновой фракции (с концом кипе­ния 120-160°С).

Для конденсации паров и охлажде­ния смеси служат аппарат воздушного охлаждения и расположенный за ним водяной холодильник.

В сепараторе от сконденсированной легкой бензиновой фракции отделяются газ и вода.

Газ, пройдя клапан, регулирующий давление в системе колонна – сепаратор, направляется в секцию очистки от сероводорода, а вода с низа сепара­тора, который снабжен регулятором межфазового уровня (вода-бензин), поступает в систему очистки сточных вод.

Циркулирующая часть бензина (орошение) воз­вращается в колонну с помощью насоса, а балансо­вое его количество отводится из этого блока и пере­дается в блок стабилизации бензина, в колонну-стабилизатор.

Для поддержания температуры низа колонны частично отбензиненная нефть забирается насосом, проходит змеевики печи и, нагретая до 350-370°С, возвращается в нижнюю часть колонны.

Балансовое количество отбензиненной нефти с по­мощью насоса проходит через змеевики печи и с температурой 370-380°С подается по 2-м тангенциальным вводам в атмосферную колон­ну.

установки газового фракционирования (ГФУ)

На нефте- и газоперерабатывающих заводах наибольшее распространение получили следующие физические процессы разделения углеводородных газов на индивидуальные или узкие технические фракции: конденсация, компрессия, ректификация и абсорбция. На ГФУ эти процессы комбинируются в различных сочетаниях. До фракционирования углеводородные газы направляются вначале в блоки очистки от сероводорода и осушки.

Смеси углеводородов разделяются ректификацией в колонных аппаратах ГФУ. Ректификация является завершающей стадией разделения углеводородных газов. Особенность ректификации сжиженных газов, по сравнению с ректификацией нефтяных фракций, необходимость разделения очень близких по температуре кипения компонентов или фракций сырья при высокой четкости фракционирования.

Основными показателями работы ГФУ являются четкость разделения сырья на составляющие компоненты и концентрация целевых компонентов во фракциях. Качество их должно удовлетворять требованиям технических условий и стандартам.

Для каждой установки разрабатывается своя технологическая карта, в которой указывают: оптимальный режим работы всего оборудования – пределы изменений основных параметров процесса – давление в колоннах и емкостях орошении, температура верха и низа (на контрольной тарелке) колонн, расход сырья, расход орошения, уровни в кипятильниках, емкостях орошения и химический состав получаемых продуктов.

На НПЗ для разделения нефтезаводских газов применяются преимущественно 2 типа газофракционирующих установок, в каждый из которых входят блоки компрессии и конденсации: ректификационный – сокращенно ГФУ, и абсорбционно-ректификационный АГФУ.

Газофракционирующая установка (ГФУ) служит для разделения смеси лёгких углеводородов на индивидуальные, или технически чистые, вещества.

ГФУ входит в состав газобензиновых, газоперерабатывающих, нефтехимических и химических заводов. Мощность ГФУ достигает 750 тыс. т сырья в год.

Для переработки на ГФУ поступает сырьё – газовые бензины, получаемые из природных и нефтезаводских газов, продукты стабилизации нефтей, газы пиролиза и крекинга. В состав сырья входят в основном углеводороды, содержащие от 1 до 8 атомов углерода в молекуле. Разделение смесей углеводородов осуществляется ректификацией в колонных аппаратах.

Из верхней части колонны отводятся пары пропана, которые конденсируются в конденсаторе-холодильнике и поступают в ёмкость орошения. Часть пропана возвращается на верх колонны как орошение, а избыток отводится в виде готового продукта. Жидкость с низа колонны после подогрева поступает для дальнейшего разделения по такой же схеме в следующую колонну, где из неё выделяется в виде верхнего продукта смесь бутанов, а из нижней части отводится бензин. Аналогичным образом производится разделение бутанов на изобутан и нормальный бутан, а бензина – на изопентан, нормальный пентан, гексаны и т.д. Примерное содержание чистого вещества (в%) в товарном продукте того же наименования при переработке газового бензина: пропан 96; изобутан 95; нормальный бутан 96; изопентан 95; стабильный бензин 74.

установка абсорбционно-газофракционирующая (АГФУ)

Абсорбция позволяет перевести извлекаемые газы в жидкое состояние при сравнительно невысоких давлениях. Количество и качество абсорбента, а также температура и давление абсорбции зависят от состава разделяемого газа и заданной глубины извлечения отдельных компонентов; 97,8%-ное извлечение пропан-пропиленовой фракции удается осуществить при давлении 12 атм и подаче 7 л абсорбента на 1 куб. м газа, не прибегая к искусственному холоду. Абсорбционный метод извлечения газов начал успешно применяться после разработки головной, комбинированной аб-сорбционно-отпарной колонны, называемой также фракционирующим абсорбером.

Обычно жирный газ с установки каталитического крекинга I поступает на абсорбционно-газофракционирующую установку, откуда отдельные фракции направляются на последующую переработку. Большей частью бутан-бутиленовая фракция является сырьем установки алкилирования, где из бутиленов и изобутана получают алкил – бензо З – ценный компонент авиабензина.

При наличии в поступающем на газофракционирование сырье значительного количества этана и этилена, как правило, на НПЗ используют установки, в которых предварительное разделение газов на легкую и тяжелую части абсорбционным методом сочетается с ректификацией полученных потоков. Абсорбционно-газофракционирующие установки (АГФУ) используют на ГПЗ, НПЗ и нефтехимических предприятиях. В ряде случаев их комбинируют с установкой стабилизации нефти.

Работа этой установки тесно связана с работой установки каталитического крекинга. Связь заключается не только в том, что на абсорбционно-газофракционирующую установку поступают легкие продукты с установки каталитического крекинга, но и в технологической взаимозависимости обеих установок. Так, с увеличением количества газа, образующегося при крекинге, необходимо вводить в работу дополнительный компрессор на абсорбционно-газофракционирующей установке во избежание повышения давления на установке каталитического крекинга. С увеличением температуры конца кипения нестабильного бензина приходится изменять режим бутановой колонны, чтобы не снизить глубину отбора бутан-бутиленовой фракции.

установки каталитического крекинга

В этих установках обычно перерабатываются атмосферный газойль, тяжелая фракция вакуумной перегонки или газойль коксования. Горячий продукт входит в контакт с паром, а затем с катализатором. При этом выходят продукты меньшей молекулярной массы. Выпускаемые продукты установок каталитического крекинга дальше перерабатываются в установках алкилирования (пропилен, изобутен, газолин, дизельное топливо).

установки алкилирования

Поскольку сырая нефть обычно содержит только 10-40% углеводородных компонентов в диапазоне бензина, нефтеперерабатывающие заводы обычно используют FCCU для преобразования высокомолекулярных углеводородов в более мелкие и более летучие соединения, которые затем превращаются в жидкие углеводороды размером с бензин. Побочные продукты процесса FCC также создают другие низкомолекулярные алкены и молекулы изопарафина, которые нежелательны. Алкилирование превращает эти побочные продукты в более крупные молекулы изопарафинов с высоким октановым числом. Хотя установки FCCU являются очень распространенным оборудованием на современных нефтеперерабатывающих заводах, установка алкилирования на нефтеперерабатывающих заводах не является обычной.

установки гидрокрекинга

Гидрокрекинг представляет собой каталитический химический процесс, используемый на нефтеперерабатывающих заводах для преобразования высококипящих составляющих углеводородов нефти (тяжелых остатков) в более ценные низкокипящие продукты, такие как: бензин, керосин, топливо для реактивных двигателей, дизельное топливо. Процесс протекает в среде водорода, при повышенных температурах (260-425 °C) и давлениях (12-17 МПа). В процессе гидрокрекинга высококипящие углеводороды с высоким молекулярным весом сначала расщепляются до низкокипящих низкомолекулярных олефиновых и ароматических углеводородов, а затем они гидрируются.

Любая сера и азот, присутствующие в сырье для гидрокрекинга, в значительной степени также гидрируются и образуют газообразный сероводород (H2S) и аммиак (NH3), которые впоследствии удаляются. В результате продукты гидрокрекинга практически не содержат примесей серы и азота и состоят в основном из парафиновых углеводородов.