verzadigde moleculen
fractionele destillatie
het primaire proces voor het scheiden van de koolwaterstofbestanddelen van ruwe olie is fractionele destillatie. Ruwe-oliedistilleerders scheiden Ruwe olie in fracties voor verdere verwerking in eenheden zoals katalytische reformatoren, kraakeenheden, alkyleringseenheden of verkooksers. Op zijn beurt bevat elk van deze complexere verwerkingseenheden ook een fractionele destillatietoren om zijn eigen reactieproducten te scheiden.
moderne destillatie-eenheden voor ruwe olie werken continu gedurende lange tijd en zijn veel groter dan de fractionele destillatie-eenheden die in de chemische of andere industrieën worden gebruikt. Process rates worden vaak omschreven in Amerikaanse vaten; eenheden die in staat zijn om 100.000 vaten per dag te verwerken zijn gemeengoed, en de grootste eenheden zijn in staat om meer dan 200.000 vaten per dag op te laden.
De exploitatieprincipes van een moderne destillatie-eenheid voor ruwe olie zijn weergegeven in de figuur. Ruwe olie wordt bij omgevingstemperatuur uit opslagtanks gehaald en met constante snelheid door een reeks warmtewisselaars gepompt om een temperatuur van ongeveer 120 °C te bereiken. Een gecontroleerde hoeveelheid zoet water wordt geïntroduceerd, en het mengsel wordt gepompt in een ontzouttrommel, waar het door een elektrisch veld gaat en een zoutwaterfase wordt gescheiden. (Als het zout in dit stadium niet werd verwijderd, zou het later worden afgezet op de buizen van de oven en veroorzaken plugging.) De ontzouten Ruwe olie gaat door extra warmtewisselaars en vervolgens door stalen legering buizen in een oven. Daar wordt het verwarmd tot een temperatuur tussen 315 en 400 °C (600 en 750 °F), afhankelijk van het type ruwe olie en de gewenste eindproducten. Een mengsel van damp en onvervaporiseerde olie gaat van de oven naar de fractionerende kolom, een verticale cilindrische toren van wel 45 meter (150 voet) hoog met 20 tot 40 fractionerende trays met regelmatige tussenpozen. De meest voorkomende fractionerende trays zijn van het type zeef of klep. Zeefbakken zijn eenvoudige geperforeerde platen met kleine gaatjes van ongeveer 5 tot 6 mm (0,2 tot 0,25 inch) in diameter. Ventiel trays zijn vergelijkbaar, behalve de perforaties worden gedekt door kleine metalen schijven die de stroom door de perforaties onder bepaalde procesomstandigheden te beperken.
De oliedampen stijgen op door de kolom en worden gecondenseerd tot een vloeistof in een water – of luchtgekoelde condensor aan de bovenkant van de toren. Een kleine hoeveelheid gas blijft niet gecondenseerd en wordt doorgeleid naar het brandstof-gassysteem van de raffinaderij. Een drukregelklep op de brandstof-gasleiding handhaaft fractionerende kolomdruk op het gewenste cijfer, meestal in de buurt van een standaard atmosferische druk, gemeten als ongeveer 1 bar, 100 kilopascal (KPa), of 15 pond per vierkante inch (psi). Een deel van de gecondenseerde vloeistof, reflux genaamd, wordt terug in de bovenkant van de kolom gepompt en daalt van tray naar tray, contact opnemen met stijgende dampen als ze door de sleuven in de trays. De vloeistof absorbeert geleidelijk zwaardere bestanddelen uit de damp en geeft op zijn beurt lichtere bestanddelen af aan de dampfase. Condensatie en reevaporatie vindt plaats op elke tray. Uiteindelijk wordt een evenwicht bereikt waarin er een voortdurende gradatie van temperatuur en olie-eigenschappen door de kolom, met de lichtste bestanddelen op de bovenste lade en de zwaarste op de bodem. Het gebruik van reflux en damp-vloeistof contact trays onderscheidt fractionele destillatie van eenvoudige destillatiekolommen.
tussenproducten, of “sidestreams”, worden op verschillende punten uit de kolom gehaald, zoals in de figuur is aangegeven. Bovendien maken moderne ruwe destillatie-eenheden gebruik van intermediaire refluxstromen. Sidestreams zijn bekend als tussenproducten omdat ze eigenschappen hebben tussen die van de top of overhead product en die van producten die uit de basis van de kolom. Typische kookbereiken voor verschillende stromen zijn als volgt: lichte direct door fractionering verkregen NAFTA (overhead), 20-95 °C; zware NAFTA (top sidestream), 90-165 °C (195– 330 °F); ruwe kerosine (tweede sidestream), 150-245 °C (300-475 °F); lichte gasolie (derde sidestream), 215-315 °C (420-600 °F).
Onvervaporiseerde olie die de kolom binnenkomt, stroomt naar beneden over een soortgelijke reeks bakken in het onderste deel van de kolom, die stripbakken worden genoemd, die werken om eventuele lichte bestanddelen in de vloeistof te verwijderen. Stoom wordt geïnjecteerd in de bodem van de kolom om de partiële druk van de koolwaterstoffen te verminderen en te helpen bij de scheiding. Typisch een enkele zijstroom wordt onttrokken uit het strippen sectie: zware gasolie, met een kooktraject van 285-370 °C (545-700 °F). Het residu dat van de bodem van de kolom overgaat, is geschikt voor vermenging met industriële brandstoffen. Afwisselend kan het verder onder vacuüm worden gedistilleerd om hoeveelheden gedistilleerde oliën te produceren voor de vervaardiging tot smeeroliën of voor gebruik als grondstof in een gasoliekraakproces.
Leave a Reply