Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Химические методы основаны на глубоких химических деструктивных превращениях, которые претерпевают углеводороды, содержащиеся в нефти или нефтепродуктах под влиянием ТеМпературы, давления, катализаторов. Наибольшее распростране-н"е среди этих методов получили различные виды крекинга.
При переработке нефти получили также распространение провесы, протекающие в результате каталитических пре-Е P а щ е и н й.
Аппаратура, применяемая при переработке нефти и неф-епРОдуктов, должна обеспечить нагревание их до высокой темпе-
6* 163
ратуры, разделение получаемых продуктов и при необходимости проведение каталитических реакций. Нефть или нефтепродукты нагревают в трубчатых печах дымовыми газами. Передача тепла от греющих газов к сырью, движущемуся по трубам, происходит через стенки труб или путем радиации (излучения), или конвекцией. Поверхность теплопередачи Fp при нагреве излучением может быть определена по формуле
^p = Qp/CTP. (VI 11.4)
Поверхность труб при конвективном нагреве FK рассчитывается по формуле
^k = QkWt Л'ср). <VI11-5)
где Qp и QK — количество тепла, которое передается через стенки труб при радиационном и конвективном нагреве соответственно;
ор—тепловая напряженность труб, кДж/м2-ч; Д/ср —средняя логарифмическая разность температур сырья и греющих газов, °С; kx — коэффициент теплопередачи,
кДж/м2-ч-град. Обычно величина ор колеблется в пределах от 60 ООО до 160 ООО кДж/м2-ч; kx составляет 85—170 кДж/м2-град-ч.
В настоящее время для нагрева нефти и нефтепродуктов эксплуатируются трубчатые печи беспламенного горения (рис. 65). Печь выполнена из сборных ребристых панелей. Между ребрами панелей заложена теплоизоляционная кладка, обеспечивающая температуру наружной поверхности стен примерно 45° С. Сырье движется по последовательно соединенным трубам. Сначала оно проходит трубы 6, находящиеся в конвективной камере, а затем поступает в радиантные трубы 2, /, 5. Эти трубы располагаются у перевальных стенок на поду и у свода печи. Печь работает на газовом топ-" ливе, которое поступает в горелки, выполненные в виде керамических призм, вмонтированных в стенки печи. При беспламенном сжигании в горелках газообразного топлива керамические плитки накаливаются и интенсивно излучают тепло на поверхность ради-антных труб. Образующиеся при горении дымовые газы проходят конвективную камеру и отдают путем конвекции тепло поступающему на переработку сырью. Современные трубчатые печи характеризуются высокой степенью утилизации тепла дымовых газов и нагретого сырья, тепло которых используется для получения пара.
Рир. 65.
Трубчатая печь беспламенного горения:
/, 2,5 — радиантные трубы; 3, перевальные стенки; 4 — горелки; трубы конвективной камеры
Существуют печп беспламенного горения с вертикальным расположением радиантных труб.
Продукты нефтепереработки разделяют главным образом ректификацией в ректификационных колоннах различных типов. Наиболее распространены колонны с барботажными колпачками. Особенностью ректификационных колонн нефтеперерабатывающих установок является то, что они как бы представляют собой несколько поставленных друг на друга простых самостоятельных колонн с отбором по высоте жидкости. Жидкость поступает в расположенные вне колонны отпарные секции и обрабатывается в них паром. При этом получают пары низкокипящих фракций, возвращаемых в колонну, и жидкий нефтепродукт, или дистиллят. Ректификационные колонны работают под повышенным или атмосферным давлением, а также под вакуумом.
Каталитические процессы нефтепереработки осуществляются в контактных аппаратах различных конструкций. Как правило, катализатор в этих процессах очень быстро теряет активность и потому контактные узлы включают контактные аппараты и регенераторы. Эксплуатируются контактные аппараты и регенераторы с фильтрующим слоем катализатора, кипящим слоем и с движущимся катализатором.
Наряду с указанными основными аппаратами установки переработки нефти включают теплообменники, конденсаторы, хранилища и др.
Физические методы переработки нефти (прямая перегонка нефти).
При перегонке нефти получают фракции, или дистилляты, температуры отбора и выход которых приведены в табл. 10.
Таблица 10
Фракции (дистилляты) нефти
Дистиллят
Температура
Примерный выход
отбора, 0C
от массы нефти*, %
До 170
14,5
160—200
7,5
200—300
18,0
300-350
5,0
—
55,0
* Выход дай для грозненской парафинистой нефти.
Каждая из фракций в свою очередь может быть разогнана в более Узких интервалах температур с получением различных сортов дистиллятов. Перегонка нефти производится под атмосферным даванием. Остаток после перегонки нефти — мазут может быть подвергнут фракционированию. Перегонка мазута производится под вакуумом во избежание расщепления углеводородов при высокой Температуре (табл. 11),
Таблица 11
Фракции (дистилляты) мазута
Дистиллят
Температура отбора*, 0C
Примерный выход от массы нефти, %
Веретенный......
Машинный ......
