Fraksjonert destillasjon

den primære prosessen for å separere hydrokarbonkomponentene i råolje er fraksjonert destillasjon. Råoljedestillatorer separerer råolje i fraksjoner for etterfølgende behandling i slike enheter som katalytiske reformere, sprekkenheter, alkyleringsenheter eller kokere. I sin tur inneholder hver av disse mer komplekse prosessenhetene også et brøkdestillasjonstårn for å skille sine egne reaksjonsprodukter.Moderne råoljedestillasjonsenheter opererer kontinuerlig over lange perioder og er mye større enn fraksjonelle destillasjonsenheter som brukes i kjemiske eller andre næringer. Prosessrater er ofte avgrenset I Amerikanske fat; enheter som er i stand til å behandle 100.000 fat per dag er vanlige, og de største enhetene er i stand til å lade mer enn 200.000 fat per dag.

prinsippene for drift av en moderne råoljedestillasjonsenhet er vist i figuren. Råolje trekkes ut fra lagertanker ved omgivelsestemperatur og pumpes med en konstant hastighet gjennom en serie varmevekslere for å nå en temperatur på ca. 120 °C (250 °F). En kontrollert mengde ferskvann innføres, og blandingen pumpes inn i en avsaltetrommel, hvor den passerer gjennom et elektrisk felt og en saltvannsfase separeres. (Hvis saltet ikke ble fjernet på dette stadiet, ville det bli avsatt senere på ovnsrørene og forårsake plugging.) Den avsaltede råoljen passerer gjennom ytterligere varmevekslere og deretter gjennom stållegeringsrør i en ovn. Der oppvarmes den til en temperatur mellom 315 og 400 °C (600 og 750 °F), avhengig av type råolje og sluttprodukter som ønskes. En blanding av damp og ikke-fordampet olje passerer fra ovnen til fraksjoneringskolonnen, et vertikalt sylindrisk tårn så mye som 45 meter (150 fot) høyt som inneholder 20 til 40 fraksjoneringsbrett fordelt med jevne mellomrom. De vanligste fraksjoneringsbrettene er av sil-eller ventiltypen. Silbrett er enkle perforerte plater med små hull ca 5 til 6 mm (0,2 til 0,25 tommer) i diameter. Ventilbrett er like, bortsett fra at perforeringene er dekket av små metallskiver som begrenser strømmen gjennom perforeringene under visse prosessforhold.

oljedampene stiger opp gjennom kolonnen og kondenseres til en væske i en vann – eller luftkjølt kondensator på toppen av tårnet. En liten mengde gass forblir uforstyrret og føres inn i raffineriets drivstoff-gass-system. En trykkreguleringsventil på drivstoffgassledningen opprettholder fraksjonerende kolonnetrykk ved ønsket tall, vanligvis nær et standard atmosfæretrykk, målt som omtrent 1 bar, 100 kilopascals (KPa) eller 15 pounds per kvadrattomme (psi). En del av den kondenserte væsken, kalt refluks, pumpes tilbake i toppen av kolonnen og går ned fra brett til brett, og kontakter stigende damp når de passerer gjennom sporene i skuffene. Væsken absorberer gradvis tyngre bestanddeler fra dampen og gir i sin tur lettere bestanddeler til dampfasen. Kondensering og reevaporation finner sted på hver brett. Til slutt oppnås en likevekt der det er en kontinuerlig gradering av temperatur og oljeegenskaper gjennom hele kolonnen, med de letteste bestanddelene på toppbrettet og den tyngste på bunnen. Bruken av refluks-og damp-væskekontaktbrett skiller fraksjonell destillasjon fra enkle destillasjonskolonner.

Mellomprodukter, eller «sidestreams», trekkes tilbake på flere punkter fra kolonnen, som vist på figuren. I tillegg benytter moderne rådestillasjonsenheter mellomliggende refluksstrømmer. Sidestreams er kjent som mellomliggende produkter fordi de har egenskaper mellom de av toppen eller overhead produktet og de av produkter som utsteder fra bunnen av kolonnen. Typiske kokeområder for ulike bekker er som følger: lys straight-run nafta (overhead), 20-95 °C (70-200 °F); tung nafta (øverst sidestream), 90-165 °C (195– 330 °F); olje parafin (andre sidestream), 150-245 °C (300-475 °F); lys gass olje (tredje sidestream), 215-315 °C (420-600 °F).Unvaporized olje inn i kolonnen strømmer nedover over et lignende sett med skuffer i den nedre delen av kolonnen, kalt stripping skuffer, som fungerer for å fjerne eventuelle lys bestanddeler igjen i væsken. Damp injiseres i bunnen av kolonnen for å redusere partialtrykket av hydrokarbonene og bistå i separasjonen. Vanligvis trekkes en enkelt sidestream fra strippeseksjonen: tung gassolje, med et kokeområde på 285-370 °C (545-700 °F). Resten som går fra bunnen av kolonnen er egnet for blanding i industrielle brensel. Alternativt kan det videredestilleres under vakuumforhold for å gi mengder destillert olje til fremstilling til smøreoljer eller til bruk som råstoff i en gassoljesprekkingsprosess.