¿Qué materiales se pueden extraer del petróleo crudo?
El proceso de refinación de petróleo más básico se refiere al proceso de utilizar la destilación para separar el petróleo crudo en productos derivados del petróleo con diferentes rangos de puntos de ebullición (llamados fracciones). Suele incluir tres procesos: ① Pretratamiento del petróleo crudo: es decir, eliminación del agua y la sal del petróleo crudo. ② Destilación a presión normal: las fracciones de primera destilación de gasolina, queroseno (o combustible para aviones), diésel, etc. se destilan a una presión casi normal, y el residuo en el fondo de la torre es aceite residual a presión normal (es decir, aceite pesado). ). ③Destilación a presión al vacío: destilar aceite destilado pesado a partir de residuos de presión normal bajo una presión absoluta de aproximadamente 8 kPa como aceite lubricante, materia prima de craqueo o materia prima de craqueo, y el residuo en el fondo de la torre es un residuo de vacío. Si el petróleo crudo contiene una gran cantidad de petróleo ligero o existe una gran demanda en el mercado de fueloil, la destilación del petróleo crudo también puede incluir solo dos procesos: el pretratamiento del petróleo crudo y la destilación atmosférica, comúnmente conocida como extracción de petróleo crudo. Algunas de las diversas fracciones obtenidas de la destilación del petróleo crudo son materias primas para algunos productos derivados del petróleo; otras son materias primas para el procesamiento secundario.
Evolución: En la década de 1820, el principal producto derivado del petróleo era el queroseno para lámparas. La cantidad de petróleo crudo procesado era pequeña y la destilación del petróleo crudo se realizaba mediante el método de destilación en caldera (el petróleo crudo se alimentaba de forma intermitente). alambique y calentado bajo la tetera). En la década de 1880, con el aumento gradual del volumen de procesamiento de petróleo crudo, se conectaron de 4 a 10 calderas de destilación en serie y se alimentó continuamente el petróleo crudo, lo que se llamó destilación continua en caldera. En 1912, M.T. Trumbull de los Estados Unidos utilizó hornos de calentamiento tubulares y torres de destilación para procesar petróleo crudo, formando el prototipo de un moderno dispositivo de destilación continua de petróleo crudo, y la capacidad de procesamiento de petróleo crudo estaba aumentando. En los últimos 30 años, la destilación de petróleo crudo ha seguido desarrollándose en la dirección de ampliar la capacidad de procesamiento y mejorar la eficiencia de los equipos, formando gradualmente equipos modernos a gran escala (ver imagen en color). China cuenta actualmente con más de 40 conjuntos de unidades de destilación de petróleo crudo, con una capacidad total de procesamiento anual de más de 100 millones de toneladas.
Características: Al igual que la destilación general, la destilación del petróleo crudo también utiliza la diferencia en la volatilidad relativa de cada componente en el petróleo crudo para lograr la separación de cada fracción. Sin embargo, el petróleo crudo es una mezcla compleja de hidrocarburos. Los puntos de ebullición de varios hidrocarburos (y los compuestos de ebullición formados por hidrocarburos e hidrocarburos) se distribuyen casi continuamente de bajo a alto. Es extremadamente difícil separar compuestos puros mediante métodos de destilación simples. Generalmente se basa en que se requiere dividir el producto en fracciones de diferentes pesos según el rango de punto de ebullición. Por lo tanto, la torre de destilación de petróleo crudo es diferente de la torre de destilación que separa compuestos puros. >
① Hay múltiples puertos de descarga laterales y cada torre de destilación de petróleo crudo. La precisión de separación de fracciones no necesita ser tan alta como la destilación de compuestos puros. Múltiples puertos laterales (generalmente de 3 a 4) pueden generar fracciones. de diferentes pesos al mismo tiempo. ②La sección de concentración es muy corta. El material en el fondo de la torre de destilación de petróleo crudo es muy pesado y no es adecuado para proporcionar calor en el fondo de la torre. Sin embargo, normalmente se introduce vapor sobrecalentado en el fondo de la torre para evaporar las fracciones más ligeras. Generalmente, sólo hay de 3 a 4 platos en la sección de concentración. ③Reflujo en la sección media. Los puntos de ebullición promedio de varias fracciones de petróleo crudo varían mucho, lo que hace que la carga de vapor y la carga de líquido en la torre de destilación de petróleo crudo aumenten de abajo hacia arriba. Para uniformar la carga y recuperar el calor a alta temperatura, se utiliza reflujo de sección media para extraer calor (es decir, el líquido se extrae en el medio de la torre, se enfría mediante intercambio de calor, se recupera el calor y Luego regresó a la torre). Generalmente se utilizan de 2 a 3 reflujos intermedios.
El proceso incluye tres partes: pretratamiento del petróleo crudo, destilación atmosférica y destilación al vacío.
El pretratamiento del petróleo crudo es el proceso de eliminación del agua, la sal y las impurezas sólidas contenidas en el petróleo crudo mediante métodos de separación electroquímica o sedimentación térmica. El objetivo principal es evitar que las sales (cloruros de sodio, calcio y magnesio) se disocian para producir cloruro de hidrógeno, que corroerá los equipos y evitará que se depositen incrustaciones de sal en los tubos de los hornos tubulares.
Cuando se utiliza la separación electroquímica, se deben agregar al petróleo crudo de varias a decenas de ppm de desemulsionante (desemulsionante iónico o desemulsionante de poliéter no iónico) y agua ablandada, y luego pasar a través de un proceso de alto voltaje. campo eléctrico (fuerza del campo eléctrico 1,2 ~ 1,5 kV/cm), lo que hace que las gotas de agua salada se acumulen y se asienten, eliminando así la sal, el agua y otras impurezas del petróleo crudo. La desalinización electroquímica se utiliza a menudo en serie con dos conjuntos de equipos para mejorar el efecto de desalinización.
Destilación a presión normal: El petróleo crudo pretratado se calienta y se envía a la torre de destilación inicial de la unidad de destilación a presión normal, donde se destila la mayor parte de la gasolina ligera. El petróleo crudo en el fondo de la torre de destilación inicial se calienta a 360~370°C y entra a la torre de destilación atmosférica (36~48 placas). El producto superior de esta torre es la fracción de gasolina (también llamada nafta), que se mezcla. con la parte superior de la torre de destilación inicial La gasolina ligera se puede utilizar como materia prima de reformado catalítico, o como materia prima petroquímica, o como componente de mezcla de gasolina. El material descargado desde la línea lateral de la torre de presión normal ingresa a la torre de extracción y se calienta con vapor de agua o un hervidor para evaporar los componentes livianos y controlar el contenido de componentes livianos (expresado por el punto de inflamación del producto). Por lo general, la primera línea del lado es el combustible para aviones (es decir, queroseno de aviación) o la fracción de queroseno, la segunda línea del lado es la fracción de diesel ligero y la tercera línea del lado es el diesel pesado o la fracción de aceite de transformador (perteneciente a la fracción de aceite lubricante). El producto del fondo es aceite residual atmosférico (es decir, aceite pesado).
La destilación a presión reducida también se llama destilación al vacío. El punto de ebullición de las fracciones pesadas del petróleo crudo es de aproximadamente 370-535 °C. Para destilar estas fracciones a presión normal, es necesario calentarlas por encima de 420 °C. A esta temperatura, las fracciones pesadas se agrietarán hasta cierto punto. Por lo tanto, la destilación al vacío normalmente se realiza después de la destilación a presión normal. Bajo una presión absoluta de aproximadamente 2 a 8 kPa, los componentes pesados se destilan a una temperatura en la que no se produce ninguna reacción de craqueo evidente. El aceite residual atmosférico se calienta a aproximadamente 380-400°C a través de un horno de calentamiento al vacío y se envía a la torre de destilación al vacío. La destilación al vacío se puede dividir en dos categorías: tipo de aceite lubricante y tipo de fueloil. El primero requiere una precisión de separación relativamente alta para cada fracción, con un número de placas que oscila entre 24 y 26; el segundo requiere requisitos menos exigentes, con un número de placas que oscila entre 15 y 17.
Normalmente se utiliza una bomba de chorro de vapor de agua (o una bomba de vacío mecánica) para extraer el gas no condensable y crear condiciones de vacío. La torre de reducción de presión seca completamente empaquetada desarrollada en los últimos años utiliza un empaque metálico de alta eficiencia en lugar de bandejas, lo que puede reducir la caída de presión a través de la torre a 1,3 ~ 2,0 kPa, aumentando así la tasa de evaporación y reduciendo o eliminando la cantidad de vapor de agua. en la parte inferior de la torre.
Para maximizar la tasa de vaporización del aceite residual atmosférico a la misma temperatura de salida del horno, la tubería desde la salida del horno hasta la torre está diseñada para tener un diámetro grande en la destilación al vacío para reducir la caída de presión y De este modo se reduce la presión de salida del horno. El destilado separado de la parte superior de la torre de vacío se reduce (presuriza, extrae) y el aceite superior generalmente se mezcla en la tercera línea de presión atmosférica como diesel, y las líneas de descompresión primera a cuarta se utilizan como materia prima de craqueo o aceite lubricante. Materias primas. La parte inferior de la torre es aceite residual al vacío, que puede usarse como materia prima para la producción de aceite lubricante residual (ver desasfaltado con solventes) y asfalto de petróleo, o como materia prima para coquización de petróleo, o usarse como fueloil.
El rendimiento de la destilación del petróleo crudo depende principalmente de las propiedades del petróleo crudo. El rendimiento de la fracción de gasolina (antes de 130°C) del petróleo crudo de Daqing de China es de aproximadamente el 4,2%, la fracción de combustible para aviones (130-240°C) es de aproximadamente el 9,9%, la fracción de diésel ligero (240-350°C) es de aproximadamente el 14,5% , y pesado El destilado de calidad (350-500 °C) es aproximadamente el 29,7% y el resto es residuo de vacío (aproximadamente el 41,7%). La fracción de gasolina (antes de 200°C) del petróleo crudo de Shengli es aproximadamente el 7%, la fracción de diésel ligero (200~350°C) es aproximadamente el 18%, la fracción de petróleo pesado (350~525°C) es aproximadamente el 30%. y el aceite residual al vacío aproximadamente el 45%.
Tendencia: la destilación de petróleo crudo es el dispositivo que más energía consume en las refinerías de petróleo. En los últimos años, se han adoptado métodos de planificación de ingeniería de sistemas químicos para hacer que la utilización del calor sea más razonable. Además, el uso de ordenadores para controlar el consumo de aire durante la combustión del horno de calefacción y la recuperación y utilización del calor residual de los gases de combustión puede reducir significativamente el consumo de energía del dispositivo.