Frakční destilace

primární proces pro separaci uhlovodíkových složek ropy je frakční destilace. Palírny ropy rozdělují ropu na frakce pro následné zpracování v takových jednotkách, jako jsou katalytické reformátory, krakovací jednotky, alkylační jednotky nebo koksovače. Na druhé straně každá z těchto složitějších zpracovatelských jednotek také obsahuje frakční destilační věž pro oddělení vlastních reakčních produktů.

Moderní surové ropy destilací jednotek pracovat nepřetržitě po dlouhou dobu a jsou mnohem větší než frakční destilace jednotky užívané v chemických či jiných průmyslových odvětví. Procesní sazby jsou běžně vymezeny v amerických barelech; jednotky schopné zpracovat 100 000 barelů denně jsou samozřejmostí a největší jednotky jsou schopny nabíjet více než 200 000 barelů denně.

principy fungování moderní destilační jednotky ropy jsou uvedeny na obrázku. Surová ropa se odebírá ze skladovacích nádrží při okolní teplotě a čerpá konstantní rychlostí prostřednictvím řady výměníků tepla, aby dosáhla teploty asi 120 °C (250 °F). Kontrolované množství čerstvé vody se zavádí, a směs se čerpá do odsolování bubnu, kde prochází elektrickým polem a mořské fáze je oddělena. (Pokud by sůl nebyla v této fázi odstraněna, byla by později uložena na trubkách pece a způsobila ucpání.) Odsolená ropa prochází dalšími výměníky tepla a poté trubkami z ocelových slitin v peci. Tam se zahřívá na teplotu mezi 315 a 400 °C (600 A 750 °F), v závislosti na typu ropy a požadovaných konečných produktech. Směs par a unvaporized olej prochází z pece do rektifikační kolony, vertikální válcová věž, stejně jako 45 m (150 stop) vysoká s obsahem 20 až 40 rektifikační zásobníky rozmístěných v pravidelných intervalech. Nejběžnější frakcionační misky jsou typu síta nebo ventilu. Sítové podnosy jsou jednoduché perforované desky s malými otvory o průměru asi 5 až 6 mm (0,2 až 0,25 palce). Zásobníky ventilů jsou podobné, s výjimkou perforací jsou pokryty malými kovovými kotouči, které omezují průtok perforací za určitých podmínek procesu.

olejové výpary stoupat po sloupci a jsou zhuštěné do kapaliny ve vodě nebo vzduchem chlazený kondenzátor v horní části věže. Malé množství plynu zůstává nekondenzované a je přiváděno do rafinérského palivového systému. Tlakový regulační ventil na palivo-plyn udržuje frakcionační koloně tlak na požadovaný obrázek, obvykle v blízkosti jedné standardní atmosféře tlak, měří přibližně 1 bar, 100 kilopascalech (KPa), nebo 15 liber na čtvereční palec (psi). Část kondenzované kapaliny, tzv. reflux, je čerpána zpět do horní části kolony, a sestupuje ze zásobníku do zásobníku, kontaktování stoupající páry, jak procházejí otvory v zásobnících. Kapalina postupně absorbuje těžší složky z páry a, na oplátku, vzdává se lehčích složek do fáze páry. Kondenzace a reevaporace probíhá na každém zásobníku. Nakonec je dosaženo rovnováhy, ve kterém je neustálé stupňování teploty a vlastnosti ropy v celém sloupci, s nejlehčí složek na vrcholu zásobníku a nejtěžší na dně. Použití zásobníků pro styk s refluxem a parou a kapalinou odlišuje frakční destilaci od jednoduchých destilačních kolon.

meziprodukty nebo „sidestreams“ jsou staženy v několika bodech ze sloupce, jak je znázorněno na obrázku. Moderní destilační jednotky navíc používají střední toky zpětného toku. Sidestreams jsou známé jako meziprodukty, protože mají vlastnosti mezi těmito horní nebo režijní produktu a těchto výrobků, vydávání ze základny sloupu. Typické rozsahy varu pro různé proudy jsou následující: lehké primární nafty (režie), 20-95 °C (70-200 °F); těžká benzinová frakce (vedlejší vrchol), 90-165 °C (195– 330 °F); surový petrolej (druhý vedlejší), 150-245 °C (300-475 °F); lehký plynový olej (třetí vedlejší), 215-315 °C (420-600 °F).

Unvaporized olej vstupem do kolony proudí směrem dolů přes podobnou sadu zásobníků v dolní části kolony, tzv. stripping zásobníky, které působí odstranit veškeré světlo zbývajících složek v kapalině. Pára se vstřikuje do dna kolony, aby se snížil parciální tlak uhlovodíků a pomohl při separaci. Z stripovací sekce se obvykle odebírá jediný vedlejší proud: těžký plynový olej s rozsahem varu 285-370 °C (545-700 °F). Zbytek, který prochází ze dna kolony, je vhodný pro smíchání s průmyslovými palivy. Střídavě, to může být dále destiluje ve vakuu se získá množství destilované oleje, pro výrobu mazacích olejů nebo pro použití jako surovina v plynu, ropy krakování.