Курсове рафиниране Atmospheric_Distillation UniTech
Потребителски инструменти
Инструменти за сайта
Съдържание
атмосферна дестилация
За сравнение, помислете за водата. Загрейте съд с вода до 100°C (212°F) и го дръжте на топло. Какво ще се случи? Водата ще започне да кипи и постепенно ще се изпарява и накрая, ако продължите да нагрявате, цялата ще изври.
Въглеводородите, които изграждат маслото, имат различни точки на кипене. Напълнете съда със средно плътно сурово масло. След това довеждаме горелка до него и започваме да загряваме маслото. Когато температурата достигне 65°C (150°F), суровото масло ще заври. Сега ще продължим да нагряваме, така че температурата да остане на това ниво. След известно време ще забележим, че маслото е спряло да кипи.
Следващата стъпка е да включите пламъка на горелката и да загреете маслото до около 230°C (450°F). Отново ще започне да кипи и след известно време отново ще спре.
Такива стъпки могат да се повтарят отново и отново и все по-малко масло ще остава в съда. Може би вече сте разбрали какво се случва. Първият етап изпарява съединения с точки на кипене под 65°C (150°F); тези, които кипят между 65 и 230°C (450°F), се изпаряват във втория етап и т.н. 1)
По този начин получихме така наречената крива на ускорение на маслото. Това е графика, на едната ос на която е отложена температурата, а на другата - общият обемен процент на извареното масло. Всеки вид суров петрол има своя собствена уникална дестилационна крива, която помага да се определи кои химични съединения съдържа.това масло. Като цяло, колкото повече въглеродни атоми има в едно съединение, толкова по-висока е неговата точка на кипене.
| Пропан | C3H8 | -42,0 |
| Бутан | C4H10 | -0,5 |
| Дийн | C10H22 | 174.0 |
Фракция (или презрамка) комбинира всички съединения, които кипят между произволни две температури и тези температури се наричат фракционни граници на кипене или граници на кипене.
Обикновено суровият петрол съдържа следните фракции:
| По-малко от 32°C (90°F) | въглеводородни газове (бутан и запалки газове) |
| 32-105°C (90-220°F) | бензин |
| 105-160°C (220-315°F) | нафта (тежък бензин, нафта, нафта) |
| 160-230°C (315-450°F) | керосин |
| 230-430°C (450-800°F) | газьол |
| Над 430°C (800°F) | остатък (мазут) |
Важно е да се отбележи, че различните масла се различават значително по състав. Леките масла обикновено съдържат повече бензин, нафта и керосин, докато тежките масла обикновено съдържат повече газьол и мазут. Може би вече сте заключили, че теглото и точката на кипене на съединението са свързани. Това наистина е така. Като цяло, колкото по-тежко е съединението, толкова по-висока е неговата точка на кипене. Обратно, колкото по-висока е точката на кипене на фракцията, толкова по-тежка е фракцията.
Говорейки за рафиниране на нефт, Уилям Д. Лефлър в книгата си „Рафиниране на нефт“ дава проста аналогия с лунен дестилатор, който е прост дестилатор за отделяне на лекия продукт от лошия остатък.
След ферментация на киспивна мъст, тоест когато е преминала бавна биохимична реакция с образуването на алкохол, сместа се нагрява, докато алкохолът започне да кипи. Лекият продукт се изпарява. Като пара той е по-лек от течността. Поради това се движи нагоре, отделя се от течността и влиза в хладилника, където се охлажда и отново се превръща в течност (кондензира). Това, което остава в куба, се изхвърля, а това, което е излязло нагоре, се бутилира. Описаният процес представлява проста дестилация. 2)
Най-простият процес на дестилация, който се извършва в рафинерия, може да бъде описан по следния начин.
Помпата за суровина изпомпва масло (суров материал) от резервоара за съхранение в системата (вижте фигурата). Първо, маслото преминава през топлообменници, където се нагрява от топлината на фракциите на отработеното масло 3), след което влиза в тръбната пещ, в която се нагрява до около 385 °C (при тази температура, като правило, повече от половината от маслото се изпарява).
След това суровината влиза в дестилационната колона от дъното. Вътре има набор отплочи 4) с отвори, през които маслото се издига. Докато сместа пара/течност се издига нагоре по колоната, по-плътната и по-тежка част се отделя и потъва на дъното, докато по-леките пари се издигат през тарелките (вижте снимките по-долу).
Отворите в плочите са снабдени с 5) мехурчета. Те са необходими, за да могат парите, издигащи се през плочите, да бълбукат през слой течност с дебелина около 10 см, разположен върху плочата. Това бълбукане на газ през течен слой е същността наректификацията: горещи пари при температура най-малко 400 ° C преминават през течност. В този случай топлината се прехвърля от парата към течността и мехурчетата на парата се охлаждат до известна степен.и част от въглеводородите от тях преминават в течно състояние. Тъй като топлината се прехвърля от парата към течността, температурата на парата намалява. Тъй като температурата на течността е по-ниска, някои от съединенията в парата се кондензират (втечняват). След като изпаренията преминат през течния слой и изгубят част от по-тежките въглеводороди, те се издигат до следващата плоча, където се повтаря същият процес.
Междувременно количеството течност на всяка плоча нараства поради въглеводородите, кондензиращи от парите. Следователно, за да се поддържа необходимото ниво на течност върху плочата, тя е снабдена с преливна стена, образуваща спускащ канал, позволяващ излишната течност да тече надолу към следващата плоча. На различни нива на колоната имастранични изходи за селекция на фракции - по-леките продукти се избират в горната част на колоната, а тежката течност излиза отдолу.
Всъщност някои молекули пътуват напред-назад няколко пъти - като пара те се издигат няколко плочи нагоре, след това кондензират и текат надолу като течност няколко плочи надолу през спускащите тръби. Именно това промиване на пара с течност поради противоток осигурява ясно разделяне на фракциите. Не би било възможно с едно минаване.
Продухването и повторното изпаряване са допълнителни операции, които се извършват извън дестилационната колона за по-успешен процес на дестилация. За да се предотврати случайно попадане на тежки продукти в горната част на колоната заедно с леки фракции, парите периодично се изпращат в хладилника. Веществата, които кондензират в кондензатора, се връщат в една от горните тави като течност - това ерефлукс на дестилационна колона (вижте фигурата по-долу). Течността върна част от горния продукт, койтокапе върху подлежащите плочи, наричани още храчки. 6)
Обратно, известно количество леки въглеводороди може да бъде отнесено от течния поток към дъното на колоната заедно с тежките продукти. За да се избегне това, течността, напускаща страничния изход, отново преминава през нагревателя. В резултат на това останалите леки въглеводороди се отделят и отново влизат в дестилационната колона под формата на пара - това еповторно изпаряване. Предимството на тази схема е, че малка част от общия поток суров петрол трябва да се преработи за допълнително възстановяване на продукта и целият петрол не трябва да се нагрява повторно (спестявайки енергия и пари).
В средната част на колоната също се използват обратен хладник и повторно изпаряване. Повторно изпарената фракция, която влиза в колоната, въвежда допълнителна топлина там, което помага на леките молекули да отидат до върха на колоната. По същия начин напояването дава последен шанс на тежки молекули, които се оказват по-високи, отколкото трябва да бъдат, да се кондензират в течност. 7)
В резултат на атмосферна дестилация се отстраняват следните фракции.