Выбор давления и температурного режима в колонне

    При принятых значениях флегмового числа, числа и типа тарелок на экономические показатели процессов перегонки наибольшее влияние оказывают давление и температурный режим в колонне. Оба параметра тесно взаимосвязаны [10]. Обычно давление поддерживается ниже или выше атмосферного, если необходимо соответственно понизить или повысить температуры отбираемых из колонны продуктов.

    Так, перегонку мазута осуществляют в колоннах при глубоком вакууме (остаточном давлении от 10–15 до 50–70 мм рт. ст.), что позволяет проводить ректификацию при сравнительно невысоких температурах и избежать значительного термического разложения продуктов, которое было бы при атмосферном давлении и температурах выше 500 ^оС.

    С другой стороны, повышение давления позволяет осуществлять ректификацию низкомолекулярных углеводородов (пропана, бутана). Необходимо иметь в виду, что повышение давления в колонне позволяет повысить удельную производительность колонны по
парам [3]. А некоторое повышение давления против расчетного в верхней части колонны необходимо для преодоления потерь напора при движении пара через трубопроводы и аппараты, расположенные после ректификационной колонны. В низу колонны давление увеличивается на величину, соответствующую гидравлическому сопротивлению тарелок (от их конструкции) [9].

    При двухколонной схеме работы установки АТ давление в отбензинивающей (первой колонне), как правило, должно быть выше, чем в основной атмосферной колонне, но его следует принять минимально возможным, чтобы преодолеть сопротивление шлемовой трубы [9].

    Таким образом, выбирают такие значения давления и температуры, которые:

-позволяют использовать дешевые и доступные хладагенты для конденсации паров ректификата (вода, воздух) и теплоносителя, для нагрева и испарения кубовой жидкости (например, водяной пар высокого давления), а также уменьшить требуемые поверхности холодильников, конденсаторов, теплообменников;

- обеспечивают большее значение коэффициента относительной летучести;

- обеспечивают нормальную работу колонны, связанную с материальными и тепловыми потоками;

- обеспечивают нормальный уровень по удельной производительности, капитальным и эксплуатационным затратам;

- исключают возможность термодеструктивного разложения сырья и продуктов перегонки [10].

    В атмосферных колоннах перегонки нефти важнейшими точками регулирования являются температуры поступающего сырья и выводимые из колонны продукты ректификации. Перегонка при атмосферном давлении осуществляется при температуре в зоне питания колонны, а вакуумная – при температуре на выходе из печи [10]. При подборе температуры ввода сырья в колонну учитывают фракционный состав сырья, требуемую глубину отбора дистиллятов, качество получаемых нефтепродуктов. Чем богаче сырье низкокипящими компонентами, тем ниже при прочих равных условиях температура нагрева [6].

    Если легкокипящие фракции из остатка испаряются за счет тепла подводимой рециркулирующей флегмы, то температура в нижней части колонны должна соответствовать температуре начала однократного испарения остатка при давлении низа колонны. Если легкокипящие фракции отгоняются за счет ввода в низ колонны водяного пара или тепла нагретой жидкости, то температура в нижней части колонны обычно бывает на 10–30 ^оС ниже температуры входа сырья в колонну, а фракций, уходящих из отпарных колонн, на 10–15 ^оС ниже по сравнению с температурой, поступающей на отпаривание жидкости.Выбором температуры верха ректификационной колонны задают желаемый фракционный состав ректификата [6].

Блок атмосферной перегонки нефти

    На атмосферных нефтеперегонных установках нефть обычно разделяют на четыре дистиллятных фракции и остаток – мазут. Побочным продуктом является смесь углеводородных газов, часто содержащая сероводород, который образуется из нестойких соединений серы при нагреве нефти [7].

     Наиболее распространенной в нашей стране является установка АТ по схеме двукратного испарения и двукратной ректификации
(рисунок 1.2).

    Обезвоженная и обессоленная на ЭЛОУ нефть дополнительно подогревается в теплообменниках и поступает на разделение в колонну частичногоотбензинивания (К-1). Уходящие с верха этой колонны углеводородный газ и легкий бензин конденсируются и охлаждаются в аппаратах воздушного и водяного охлаждения и поступают в емкость орошения. Часть конденсата возвращается на верх колонны К-1 в качестве флегмы. Отбензиненная нефть с низа колонны К-1 подается в трубчатую печь, где нагревается до требуемой температуры и поступает в атмосферную колонну (К-2). С верха К-2 отбирается тяжелый бензин, а сбоку, через отпарные колонны выводятся топливные фракции: керосиновая, легкая и тяжелая дизельные.

1 – отбензинивающая колонна; 2 – атмосферная колонна;
3 – отпарная клона; 4 – трубчатая печь; 5 – конденсатор-холодильник; 6 – теплообменник; 7 – рефлюксная емкость;

I – нефть с ЭЛОУ; II – пары бензина; III – флегма; IV – легкий бензин; V – отбензиненная нефть; VI – пары тяжелого бензина; VII – тяжелый бензин; VIII – циркуляционное орошение; IX, X, XI – боковые погоны; XII – керосиновая фракция; XIII – легкая дизельная фракция; XIV – тяжелая дизельная фракция; XV – мазут; XVI – водяной пар; XVII – газы

Рисунок 1.2 –Принципиальная схема атмосферного блока

    Атмосферная колонна, кроме острого орошения (флегмы), имеет три циркуляционных орошения (или два), которые отводят тепло ниже тарелок отбора боковых погонов. В нижние части атмосферной и отпарных колонн (под нижние тарелки) подается перегретый водяной пар для отпаркилегко кипящих фракций. С низа К–2 выводится мазут, который направляется на блок вакуумной перегонки [10].