Первичные (физические) методы переработки нефти (прямая перегонка нефти). Сырье. Получаемые продукты.
При перегонке нефти, основанной на разнице в температурах кипения отдельных фракций нефти, получают фракции или дистиллаты, таблица 1.
Таблица 1 - Фракции (дистиллаты) нефти
| Дистиллат | Температура отбора °С | % от веса нефти* |
| 1. Бензиновый | до 170 | 14,5 |
| 2. Лигроиновый | 160-200 | 7,5 |
| 3. Керосиновый | 200-300 | 18,0 |
| 4. Соляровое масло | 300-350 | 5,0 |
| 5. Остаток-мазут | - | 55,0 |
* Выход дан для грозненской парафинистой нефти.
Каждая из фракций может быть разогнана в более узких интервалах температур с получением различных сортов дистиллатов. Перегонка нефти производится при атмосферном давлении. Остаток после перегонки нефти - мазут в свою очередь, может быть, подвергнут фракционированию (таблица 2). Перегонка мазута во избежание расщепления углеводородов при высокой температуре производится под вакуумом; при этом получают следующие дистиллаты:
Таблица 2 - Фракции (дистиллаты) мазута
| Дистиллат | Температура отбора °С | % от веса нефти* |
| 1. Веретенный | 230-250 | 10-12 |
| 2. Машинный | 260-305 | |
| 3. Легкий цилиндровый | 315-325 | |
| 4. Тяжелый цилиндровый | 350-370 | |
| 5. Остаток-гудрон | 350-370 | 27-30 |
* Температура отбора при остаточном давлении 60-80 мм рт. ст.
Дистиллаты разгонки мазута после переработки дают смазочные масла. Перегонка нефти и мазута в настоящее время производится на т. н. трубчатых установках, где протекают последовательно следующие процессы: 1) предварительный нагрев сырья за счет отнятия тепла (рекуперации) от продуктов перегонки в теплообменниках, 2) основной нагрев сырья в трубчатых печах, 3) отделение, образовавшихся паров от жидкого остатка и их ректификация в ректификационных колоннах, 4) конденсация и охлаждение продуктов перегонки в холодильниках, которые одновременно могут служить в качестве подогревателей сырья. Установки перегонки нефти имеются: 1) одноступенчатые, на которых при атмосферном давлении из нефти получаются фракции от бензиновой до любой высококипящей и 2) двухступенчатые, где нефть сначала разгоняется при атмосферном давлении с получением бензина, лигроина, керосина, солярового масла и мазута, а затем из мазута под вакуумом получаются масляные дистиллаты. Двухступенчатые установки перегонки нефти называются атмосферно-вакуумными. Принципиальная схема атмосферно-вакуумной установки изображена на рисунке 2.1.
Рисунок - 2.1 Схема атмосферно-вакуумной установки:
1 - теплообменники; 2, 6-трубчатые печи; 3, 7-барботажные ректификационные колонны; 4, 8-холодильники; 5, 9-конденсаторы
Нефть насосом последовательно прокачивается через трубчатые теплообменники 1, где она, отнимая тепло от дистиллатов, подогревается примерно до 170-175°С и поступает в трубки первой трубчатой печи 2. В трубках нефть находится под некоторым избыточным давлением, которое создается насосом. Из трубчатой печи нефть, с температурой 300-350°С, в парожидкостном состоянии, подается в нижнюю часть ректификационной колонны 3, где давление снижается, происходит испарение фракций и отделение их от жидкого остатка - мазута. Пары фракций поднимаются вверх и ректифицируются. По высоте колонны в сконденсированном виде отбираются дистиллаты, которые дополнительно ректифицируются в отпарных колоннах (на чертеже не показаны) и охлаждаются водой в холодильниках 4. Сверху колонны отводятся пары бензина, охлаждаемые сначала в теплообменнике 1 и затем в конденсаторе 5, где они превращаются в жидкости. Жидкий бензин частично подается на орошение колонны. Мазут, который выводится из колонны 3 снизу, поступает во вторую трубчатую печь 6, нагревается до 400- 420°С и попадает в колонну 7, работающую под вакуумом. В колонне 7 в нижней части происходит отделение гудрона, образующиеся пары подвергаются ректификации под вакуумом. Гудрон и отбираемые из колонны (сверху) пары веретенного дистиллата охлаждаются в теплообменниках / поступающей на переработку нефтью. Далее гудрон, как и другие отбираемые из колонны дистиллаты, охлаждается водой в холодильниках 8, а пары веретенного дистиллата конденсируются в конденсаторе 9. Конденсат частично подается на орошение колонны. Выход бензинов при прямой гонке, зависящий от фракционного состава нефти, колеблется от 3% до 15%.
Бензины прямой гонки состоят в основном из парафиновых и нафтеновых углеводородов; исключение составляют бензины, получаемые из нефти с высоким содержанием ароматических углеводородов. Октановое число бензинов в зависимости от их состава колеблется в пределах от 50 до 78 единиц. Добавка этиловой жидкости позволяет получать из них бензины с октановым числом до 87-95 единиц.
Широкие возможности регулирования выхода, состава и свойств получаемых продуктов дают химические методы переработки нефти и нефтепродуктов.