Водяной пар застосовують також для інтенсифікації нагрівання нафтових залишків у трубчастих печах при вакуумній перегонці. При цьому домагаються більшого ступеня випару нафтопродукту, запобігання закоксовывания труб. Витрата гострої пари в цьому випадку приймають 0,3-0,5% на сировину.

У деяких випадках отпарку легкокипящих фракцій для підвищення температури спалаху гасу і дизельного палива здійснюють не водяною парою, а однократним випаром. Цим запобігають утворення стійких водних емульсій у топ-ливах, видалення яких зв'язано з тривалим відстоєм.

2.3 Сировина та продукти первинної перегонки нафти

Сировиною установок первинної перегонки служать нафта і газовий конденсат.

Нафти по своєму складі і властивостям розрізняються досить значно. Нафту прийнято оцінювати по технологічних ознаках як сировина для одержання палива для двигунів, олій. У 1967 р. була введена технологічна класифікація нефти (ДСТ 912-66), з 1981 р. діє технологічна індексація нефти (ОСТ 38.01197-80) [7].

Фізико-хімічні властивості нефти і складових їх фракцій впливають на вибір асортименту і технологію одержання нафтопродуктів. При визначенні напрямку переробки нафти прагнуть по можливості максимально корисно використовувати індивідуальні природні особливості їхнього хімічного складу.

Так, переробку нефти малосірчистих високопарафінистих (мангішлакської) і високосірчистих парафінистих (арланської) здійснюють по паливному варіанті з одночасним одержанням фракцій бензину, гасу, дизельного палива, вакуумного газойля і гудрону. При цьому гасову фракцію з малосірчистої парафінистої нафти використовують як розчинник (уайт-спирит); дизельне паливо і вакуумний газойль піддають депарафінізації для одержання відповідно рідких і твердих парафінів; з гудрону одержують сірчистий електродний кокс. Фракції з високосірчистих нафт - гасову, дизельну, вакуумний газойль - піддають гідро-знесірення для одержання відповідно товарних реактивного і дизельного палив, сировини каталітичного крекінгу. Гудрон використовують у виробництві залишкових і окислених бітумів, піддають вісбрекингу для одержання котельного палива.

Для виробництва мастил використовують нафти з високим виходом і якістю масляних фракцій. Їх переробляють за паливно-масляним варіантом.

При первинній перегонці нафти одержують різноманітний асортимент фракцій і нафтопродуктів, що розрізняються за температурними границями кипіння, углеводородному і хімічному складові, в'язкості, температурам спалаху, застигання й інших властивостях, пов'язаних з областю їх застосування і використання [5].

Вуглеводневий газ - складається переважно з пропану і бутанів, що у розчиненому вигляді містяться в поступаючих на переробку нафтах. У залежності від технології первинної перегонки нафти пропан-бутанову фракцію одержують у зрідженому або газоподібному стані. Її використовують як сировину газофракціонуючих установок з метою виробництва індивідуальних вуглеводнів, побутового палива, компонента автомобільного бензину.

Бензинова фракція 28-180 °С переважно піддається вторинній перегонці (чіткої ректифікації) для одержання вузьких фракцій (28-62, 62-85, 85-105, 105-140, 85-140, 85- 180 °С), що служать сировиною процесів ізомеризації, каталітичного риформінгу з метою виробництва індивідуальних ароматичних вуглеводнів (бензолу, толуолу, ксилолів), високо-октанових компонентів автомобільних і авіаційних бензинів; застосовується як сировину піролізу при одержанні етилену, рідше - як компонент товарних бензинів.

Гасова фракція 120-230 (240) °С використовується як паливо для реактивних двигунів, при необхідності піддається демеркаптанізації, гідроочищенню; фракцію 150-280 або 150-315 °С з малосірчистих нафт використовують як освітлювальні керосини, фракцію 140-200 С як розчинник (уайт-спирит) для лакофарбової промисловості.

Дизельна фракція 140-320 (340) °С використовується як дизельне паливо зимове, фракція 180-360 (380) ⁰С - у якості літнього. При одержанні із сірчистих і високосірчистих нафт потрібно попереднє знесірення фракцій. Фракції 200-320 °С и 200-340 °С з високо- і парафінових нафт використовують як сировину для одержання рідких парафінів депарафінізацією [2].

Мазут - залишок атмосферної перегонки нафти - застосовується як котельне паливо, його компонент або як сировину установок вакуумної перегонки, а також термічного, каталітичного крекінгу і гідрокрекінгу.

Широка масляна фракція 350-500 і 350-540 (580) °С - вакуумний газойль - використовується як сировина каталітичного крекінгу і гідрокрекінгу.

Вузькі масляні фракції 320 (350)-400, 350-420, 400-450, 420-490, 450-500 °С використовують як сировина установок виробництва мінеральних олій різного призначення і твердих парафінів.

Гудрон - залишок вакуумної перегонки мазуту - піддають деасфальтизації, коксуванню з метою поглиблення переробки нафти, використовують у виробництві бітуму, залишкових базових олій.

2.4 Вибір технологічної схеми переробки

Вибір технологічної схеми і режиму перегонки залежить від якості нафти. Перегонку нафти з невеликою кількістю розчинених газів (0,5-1,2% по С₄ включно), відносно невисоким змістом бензину (12-15% фракцій до 180 °С) і виходом фракцій до 350 °С не більш 45% вигідно здійснювати на установках (блоках) AT за схемою з однократним випаром і післяфракціонуванням утворених парової і рідкої фаз у складній ректифікаційній колоні.

Для перегонки легких нафт (типів 1 і 2 - самотлорська, шаїмська, туймазинська) з високим виходом фракцій до 350 °С (50-65%), підвищеним змістом розчинених газів (1,5- 2,2%) і бензинових фракцій (20-30%) доцільно застосовувати установки AT дворазового випару. Кращою є схема з попередньою ректифікаційною колоною часткового знебезнезинення нафти і наступною перегонкою залишку в складній атмосферній колоні. У першій колоні з нафти відбирають велику частину газу і низкокиплячих бензинових фракцій. Щоб більш повно скондесувати них, підтримують підвищений тиск (Р_абс = 0,35-0,5 МПа). Завдяки цьому стає можливим понизити тиск в атмосферній колоні до Р_абс = 0,14 - 0,16 МПа і тим самим реалізувати умови перегонки (температуру і витрата водяної пари у відгінну частину атмосферної колони), що забезпечують високий добір від потенціалу в нафті суми світлих нафтопродуктів [7].

За рахунок тепла, що повідомляється нафти, у регенеративних теплообмінниках у колоні часткового знебензинення відбирають 50-60% від потенціалу бензину. Прагнути до більшого відбору бензину за рахунок додаткового підведення тепла в низ колони або подачі водяної пари не випливає, тому що це підвищує витрати на перегонку. Крім того, склад сировини атмосферної колони настільки ускладнюється, що потрібно надмірно висока температура, що виявляється вище максимально припустимою.

Схема перегонки нафти з колоною попереднього часткового видалення бензину й основною складною ректифікаційною колоною набутила найбільшого застосування у вітчизняній нафтопереробці. Вона має достатню гнучкість і універсальністю і виявилася корисної в зв'язку з масовим перекладом установок AT і АВТ, запроектованих для перегонки нафти (тип 2), на перегонку більш легких нафт (тип 1) Західного Сибіру.

Різновидом перегонки нафти з дворазовим випаром є схема з попереднім випарником і складною атмосферною колоною. Пари з випарника і залишок після нагрівання в печі направляються в атмосферну колону. Основні переваги такої схеми полягають у деякому скороченні витрат на перегонку за рахунок зниження гідравлічного опору змійовика печі і зменшення металоємності колон і конденсаторів. Схема застосовна для перегонки нафти із середнім рівнем вмісту розчиненого газу (близько 1%) і бензину (18- 20%), у практиці вітчизняної нафтопереробки зустрічається рідко.

Висновки

Нафта — горюча корисна копалина, складна суміш вуглеводнів різних класів з невеликою кількістю органічних кисневих, сірчистих і азотних сполук, що являє собою густу маслянисту рідину, від темно-бурого до чорного кольору. Нафта має характерний запах, легша за воду, у воді нерозчинна. Елементарний склад, %: вуглець 80-88, водень 11 - 14.5, сірка 0.01 - 5, кисень 0.05 - 0.7, азот 0.01 - 0.6. Густина — 760 — 990 кг/м³. Теплота згоряння — 43.7 - 46.2 МДж/кг. Розрізняють легкі та важкі нафти (щільність легкої до 0,9 т/м³ важкої - до 1,04 т/м³). З легкої нафти отримують бензин, гас; з важкої - різні мастильні матеріали, дизельне паливо, бітум, мазут. Легкі нафти добувають насосами чи фонтанним способом, а важкі - навіть шахтним способом. Температура застигання нафти від +11 до 20°С, температура початку кипіння - близько 100°С. На відміну від інших корисних копалин, нафта і газ не утворюють самостійних пластів, вони заповнюють порожнини в породах. Технологія переробки нафти - виробництво нафтопродуктів, застосовуваних у різних галузях господарства, в основному на транспорті, в енергетику, у хімічній промисловості, на первинній стадії обробки зв'язана з її зневоднюванням і знесоленням. При первинній переробці нафти за допомогою різних технологій ставиться задача максимального витягу світлих фракцій, до яких відносяться усі фракції крім мазуту. В основі технології первинної перегонки нафти лежить перегонка - процес фізичного поділу нафти на складові частини, іменовані фракціями. Перегонка здійснюється різними способами часткового википання нафти, добору і конденсації пар, що утворилися, збагачених легколетучими компонентами, у якості дистилятних фракцій. За способом проведення процесу перегонка поділяється на просту і складну. До продуктів первинної переробки нафти належать: вуглеводневий газ, бензинова фракція, гасова фракція, дизельна фракція, мазут, широка масляна фракція, вузька масляна фракція, гудрон.

Перелік використаних джерел

1. Бондарь В.А., Зоря Е.И., Цагарели Д.В. Операции с нефтепродуктами. - М.: АОЗТ "Паритет", 1999. - 338 с.

2. Глинка Н. Л. Общая химия. — Л.: Химия, 1988. — 702 с.

3. Гуляев А.П. Материаловедение. – М.: Металловедение, 1986 . – 542 с.

4. Карапетьянц М. X., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. — М.: Высш. шк., 1981. — 632 с.

5. Лышко Г.П. Топливо смазочные материалы. - М.: Агропромиздат, 1985. - 336 с.

6. Николаев Л. А. Неорганическая химия. - М.: Просвещение, 1982. — 640 с.

7. Справочник нефтепереработчика: Справочник. / Под ред. Г.А.Ластовкина. – Л.: Химия, 1986. – 648 с.

8. Чулков П.В., Чулков Н.П. Топлива и смазочные материалы: ассортимент, качество, применение, экология. - М.: Машиностроение, 1996. - 302 с.