Первичная перегонка нефти: процесс и фракции¶

Первичная перегонка нефти — это первый и основной технологический этап переработки нефти, заключающийся в разделении сырой нефти на отдельные фракции (дистилляты) по температурам кипения без изменения химического состава углеводородов. Процесс основан на физическом явлении разницы температур кипения компонентов нефти и осуществляется в ректификационных колоннах при атмосферном давлении (атмосферно-вакуумная перегонка).

¶Сущность процесса

Нефть представляет собой сложную смесь тысяч углеводородов с различной молекулярной массой и температурами кипения — от газообразных (метан, этан) до высококипящих смолистых соединений. Первичная перегонка не изменяет молекулярную структуру углеводородов, а лишь разделяет их на товарные фракции. Этот процесс предшествует всем вторичным методам переработки (крекингу, риформингу, гидроочистке), которые направлены на химическое преобразование молекул.

¶Технологическая схема

¶Подготовка нефти

Перед перегонкой нефть проходит обязательную подготовку: обезвоживание и обессоливание на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ). Сырая нефть содержит воду, минеральные соли и механические примеси, которые вызывают коррозию оборудования и ухудшают качество продуктов. Нагрев нефти до температуры 120–150 °C с добавлением деэмульгаторов позволяет разрушить водонефтяную эмульсию и отделить соли.

¶Атмосферная перегонка

Подготовленная нефть нагревается в трубчатой печи до температуры 320–360 °C. Частично испарённая смесь подаётся в нижнюю часть атмосферной ректификационной колонны, где происходит разделение на фракции. Колонна имеет тарельчатые или насадочные контактные устройства, обеспечивающие многократный контакт восходящих паров с нисходящей жидкостью (флегмой). В результате на разных уровнях колонны отбираются фракции с различными температурными пределами выкипания.

¶Вакуумная перегонка

Мазут, остающийся после атмосферной перегонки, имеет температуру кипения выше 350 °C. При нагреве до таких температур начинается термическое разложение углеводородов (коксование), поэтому дальнейшее разделение проводят под вакуумом (остаточное давление 40–80 мм рт. ст.), что снижает температуры кипения. Вакуумная колонна позволяет выделить из мазута вакуумные газойли (сырьё для каталитического крекинга) и гудрон.

¶Основные фракции

Продукты первичной перегонки классифицируются по температурным пределам выкипания:

• Газы (до 30 °C) — метан, этан, пропан, бутан; используются как топливный газ или сырьё для газофракционирования.
• Бензиновая фракция (30–200 °C) — смесь углеводородов C5–C11; после вторичной переработки используется как компонент автомобильных бензинов.
• Керосиновая фракция (180–300 °C) — углеводороды C9–C16; применяется как реактивное и осветительное топливо.
• Дизельная фракция (230–360 °C) — углеводороды C12–C20; используется как дизельное топливо после гидроочистки.
• Мазут (выше 360 °C) — остаток атмосферной перегонки; направляется на вакуумную перегонку или используется как котельное топливо.
• Вакуумные газойли (350–500 °C) — сырьё для каталитического крекинга и гидрокрекинга.
• Гудрон (выше 500 °C) — остаток вакуумной перегонки; сырьё для производства битума и кокса.

¶Оборудование

Основным аппаратом установки первичной перегонки является ректификационная колонна — вертикальный цилиндрический аппарат высотой 30–60 метров и диаметром до 8 метров. Внутри колонны размещены контактные устройства (тарелки или насадки), обеспечивающие массообмен между паром и жидкостью. Тепло для процесса подводится через трубчатую печь, где нефть нагревается за счёт сжигания топливного газа или мазута. Для отвода тепла в верхней части колонны используется орошение — возврат части сконденсированного дистиллята.

¶Показатели эффективности

Эффективность первичной перегонки оценивается по чёткости разделения фракций — способности колонны разделять соседние углеводороды без взаимного перетекания. Ключевые показатели: отбор светлых дистиллятов (сумма бензиновой, керосиновой и дизельной фракций), качество фракций по температуре начала и конца кипения, а также энергопотребление на тонну переработанной нефти. Современные установки достигают отбора светлых до 55–60 % от массы нефти.

¶Значение в нефтепереработке

Первичная перегонка является обязательным этапом на всех нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ). Её продукты служат сырьём для всех вторичных процессов: каталитического риформинга (бензиновая фракция), гидроочистки (керосиновая и дизельная фракции), каталитического крекинга (вакуумные газойли). От качества работы установки первичной перегонки зависит эффективность всей последующей технологической цепочки завода. В России действуют крупные установки первичной перегонки на НПЗ компаний «Роснефть», «Лукойл», «Газпром нефть», «Татнефть» и других.