Теоритические основы процесса.

Сырая нефть содержит некоторое количество механических примесей, воды и растворимых в ней солей, которые затрудняют ее переработку, вызывая эрозию внутренних поверхностей трубопроводов, аппаратов и образование отложений в теплообменниках, печах и холодильниках. Смолистые нефти, содержащие сернистые соединения, отличаются большой склонностью к образованию эмульсий. Вода в нефти находится в виде устойчивой эмульсии "Вода в нефти". Для разрушения нефтяных эмульсий существуют три метода: механический (отстаивание), химический (применение поверхностно-активных веществ), электрический.

Отстаивание - способность эмульсии расслаиваться на нефть и воду, вследствие разности плотностей компонентов, составляющих эмульсию. Нагрев эмульсии ускоряет их разрушение, так как при этом возрастает растворимость в нефти защитной пленки эмульгатора, уменьшается вязкость среды, увеличивается разность плотностей.

Разрушение эмульсий с помощью деэмульгатора происходит в результате растворения абсорбционной пленки или уменьшения ее прочности.

При попадании нефтяной эмульсии в переменное электрическое поле частицы воды, заряженные отрицательно, начинают передвигаться внутри элементарной капли, придавая ей грушевидную форму, острый конец которой обращен к положительно заряженному электроду. При перемене полярности электродов капля претерпевает новое изменение формы, вытягиваясь острым концом в противоположную сторону. Подобные изменения конфигурации капля претерпевает столь часто, сколь велика частота электрического поля. Под воздействием сил притяжения отдельные капли, стремясь передвигаться в электрическом поле по направлению к положительному электроду, сталкиваются друг с другом и при достаточно высоком потенциале заряда наступает пробой оболочки диэлектрика, в результате чего мелкие капли воды укрупняются, что и облегчает их осаждение.

В основе технологии первичной переработки нефти лежит перегонка - процесс физического разделения нефти на составные части, именуемые фракциями. Перегонка осуществляется способом частичного выкипания нефти, отбора и конденсации образовавшихся паров, обогащенных легколетучими компонентами в качестве дистиллятных фракций.

На установке применяется сложная перегонка: с ректификацией и в вакууме. Основой процесса ректификации является многократный двухсторонний массообмен между движущимися противотоком парами и жидкостью перегоняемой нефти.

Нефтяные смеси термически нестойкие. Термическая стабильность нефтяных смесей зависит от температуры нагрева и времени воздействия. Температура кипения нефтяной смеси при атмосферном давлении превышает температуру ее термического разложения. Вакуум понижает температуру кипения. Водяной пар понижает парциальное давление компонентов смеси, вызывает кипение нефти при меньшей температуре. Водяной пар используется при атмосферной и вакуумной перегонке. При перегонке нефтяных остатков сочетание вакуума с водяным паром обеспечивает более глубокий отбор дистиллятных фракций. Наиболее эффективным является расход водяного пара в пределах 2-3 % на сырье. Подача избыточного количества пара постепенно снижает отпарку легких углеводородов - поскольку теплота на испарение отнимается от перегоняемой жидкости, давление насыщенных паров жидкости понижается и сравнивается с парциальным давлением нефтяных паров. При подаче водяного пара необходимо учитывать его температуру. Температура водяного пара должна быть не ниже температуры перегоняемого нефтепродукта, чтобы избежать его обводнения. В вакуумную колонну подавать пар с температурой 380-420^оС, давлением 2-3 кгс/см². В атмосферную колонну подавать пар с температурой не менее 200^оС и давлением 7 кгс/см².

В целях уменьшения разложения ограничивают время пребывания нефтяных остатков при высоких температурах. Рекомендуемое время пребывания мазута в нижней части атмосферной колонны не более 5 минут, гудрона в нижней части вакуумной колонны 2-5 минут, что частично обеспечивается конструктивными особенностями колонн, имеющих меньший диаметр по отношению к основному в кубовой части.