Основное фракции газов и нефтей, идущие на вторичную переработку (в основном, после очистки и первичного фракционирования природного газа и нефти):
- метан (природный газ с низким содержанием других УВ)
- газовые фракции (индивидуальные УВ или их фракции), полученные из природных или технологических газов на ГФУ (газофракционирующих установках), установках АВТ, каталитического крекинга и др.
- ШФЛУ – широкая фракция легких УВ – в основном С2-С6 (получена из попутных газов, газоконденсатов или на ГФУ)
- нефтяные фракции и тяжелые нефтяные остатки: при разгонке на атмосферной колонне получают бензин, керосин или растворители типа уайт-спирита – если их не выделяют, то эта фракция распределяется между бензиновой и дизтопливной, дизельной топливо (солярка), мазут (кубовый остаток). При последующей вакуумной разгонке мазута получают набор вакуумных дистиллятов, в кубе остаются гудрон или полугудрон (содержит часть тяжелых масляных фракций), при деасфальтизации гудронов из них выделяют остаточные масляные фракции и асфальтизат.
Для разделения газов применяются абсорбционно-ректификационный и конденсационно-ректификационный методы. Первый вариант осуществляется на установках АГФУ (абсорбционное газофракционирование). Он основан на отличиях в растворимости низших газообразных углеводородов в жидких углеводородах или их фракциях (подбор температуры и давления позволяет усилить эти отличия). Этот метод дешевле, но он не позволяет четко разделить все компоненты углеводородных газов, т.к. невозможно подобрать абсорбент со 100 %-ной селективностью растворения близких по свойствам «соседей» в гомологическом ряду углеводородов. Схема АГФУ – см. лекцию по разделению газовых продуктов каткрекинга.
Технологическая схема ЦГФУ. Газофракционирующие установки, на которых используют конденса-ционно-ректификационные методы выделения отдельных углеводородных фракций и получают в качестве товарных продуктов пропановую, изобутано-вую, н-бутановую фракции и фракцию С, и выше, эксплуатируются для разделения сжиженных газов на многих НПЗ и ГПЗ. По принятой в России условной терминологии крупные ГФУ, в составе которых имеется полный набор колонн для выделения углеводородных фракций Сз, изо-С), н-Сь изо-Се, и н-С6, носят название центральных газофракционирующих установок
(ЦГФУ). ГФУ могут быть запроектированы по двум принципиально разным схемам: с нисходящим или восходящим режимом давления.
По схеме с нисходящим режимом давления первой по пути сырья является отановая колонна, с верха которой отделяется этановая фракция. Кубовый продукт этой колонны поступает во вторую колонну, с верха которой отбирается пропановая фракция, и так далее. Наивысшее давление поддерживается в первой колонне (3,0-3,5 МПа), затем оно снижается и в пропано-вой колонне равно 1,3-1,6 МПа, а в бутановой колонне 0,5-0,7 МПа. Схема с восходящим режимом давления предусматривает в первой колонне разделение сырьевого потока на этан-бутановую фракцию (сверху) и стабильный газовый бензин (снизу). Верхний продукт первой колонны по-
ступает во вторую колонну, где сверху отгоняется пропан-.этановая фракция, а снизу - бутановая. В третьей колонне пропан-этановая фракция разделяется на этановую и пропановую фракции.
Схема с нисходящим режимом давления требует меньшего числа насосов, так как кубовый продукт самотеком переходит из колонны в колонну. Если же в поступающем сырье содержится немного пропана и бутана, то экономические преимущества оказываются на стороне схемы с восходящим режимом давления. В промышленной практике используют комбинации двух схем. Выбор схемы ГФУ определяется составом сырья и технико-экономическими показателями различных вариантов схем.
На рис. показана схема промышленной центральной газофракцио-нирующей установки (ЦГФУ) – с нисходящим давлением
Промышленная центральная газофракнионирующая установка (ЦГФУ): 1-пропановая колонна; 2-холодильники-конденсаторы; 3-емкости; 4- насосы; 5-кипятильники; 6-этановая колонна; 7-бутановая колонна: 8-изобутановые колонны; 9-петановая колонна; 10-изопента-новые колонны; I-сырье; П-этан-пропановая фракция; Ш-этановая фракция; IV-пропановая фракция; V-бутан-гексановая фракция; VI-бу-тановая фракция: VIl-пентан-гексановая фракция; VIII-изобутановая фракция: IX-н-бутан; Х-пентановая фракция; XI-гексановая фракция; XII-изопентановая фракция; ХШ-н-пентан
Сырье - смесь углеводородов С2 и выше, поступает в пропановую колонну 1
С верха колонны 1 отбирается пропан-зтановя фракция, которая разделяется
в колонне 6 на этановую (сверху) и товарную пропановую (снизу). Из куба колонны 1 бутан гексановая фракция поступает на питание бутановой колонны 7. С верха колонны 7 отбираертся суммарная бутановая фракция, а сниза- пентан гексановая. В следующих колоннах 8 (их две) происходит разделение бутановой фракции на изобутановую (сверху) и фракцию н- бутана (снизу), являющиеся товарными продуктами.
Пентан-гексановая фракция в колонне 9делится на пентановую (сверху) и гексановую (снизу). Последняя выводится как товарная. Суммарная пентановая фракция разделяется в колоннах 10 на изорпентановую фракцию и фракцию н-пентана.