distilare fracționată

procesul primar de separare a componentelor hidrocarburilor din țiței este distilarea fracționată. Distilatorii de țiței separă țițeiul în fracțiuni pentru prelucrarea ulterioară în unități precum reformatori catalitici, unități de cracare, unități de alchilare sau cocseri. La rândul său, fiecare dintre aceste unități de procesare mai complexe încorporează, de asemenea, un turn de distilare fracționată pentru a-și separa propriile produse de reacție.

unitățile moderne de distilare a țițeiului funcționează continuu pe perioade lungi de timp și sunt mult mai mari decât unitățile de distilare fracționată utilizate în industria chimică sau în alte industrii. Ratele de proces sunt delimitate în mod obișnuit în butoaiele americane; unitățile capabile să proceseze 100.000 de barili pe zi sunt obișnuite, iar cele mai mari unități sunt capabile să perceapă mai mult de 200.000 de barili pe zi.

principiile de funcționare a unei unități moderne de distilare a țițeiului sunt prezentate în figură. Țițeiul este extras din rezervoarele de stocare la temperatura ambiantă și pompat la o viteză constantă printr-o serie de schimbătoare de căldură pentru a atinge o temperatură de aproximativ 120 ct (250 CTF). Se introduce o cantitate controlată de apă dulce, iar amestecul este pompat într-un tambur de desalinizare, unde trece printr-un câmp electric și se separă o fază de apă sărată. (Dacă sarea nu ar fi îndepărtată în această etapă, aceasta ar fi depusă mai târziu pe tuburile cuptorului și ar provoca conectarea.) Țițeiul desaltat trece prin schimbătoare de căldură suplimentare și apoi prin tuburi din aliaj de oțel într-un cuptor. Acolo se incalzeste la o temperatura cuprinsa intre 315 si 400 int C (600 si 750 int F), in functie de tipul de titei si de produsele finite dorite. Un amestec de vapori și ulei nevaporizat trece din cuptor în coloana de fracționare, un turn cilindric vertical de până la 45 de metri (150 picioare) înălțime care conține 20 până la 40 de tăvi de fracționare distanțate la intervale regulate. Cele mai frecvente tăvi de fracționare sunt de tip sită sau supapă. Tăvile de sită sunt plăci perforate simple, cu găuri mici de aproximativ 5 până la 6 mm (0,2 până la 0,25 inch) în diametru. Tăvile supapelor sunt similare, cu excepția faptului că perforațiile sunt acoperite de discuri metalice mici care restricționează fluxul prin perforații în anumite condiții de proces.

vaporii de ulei se ridică prin coloană și sunt condensați într – un lichid într-un condensator răcit cu apă sau aer în partea superioară a turnului. O cantitate mică de gaz rămâne necondensată și este introdusă în sistemul de combustibil-gaz al rafinăriei. O supapă de control al presiunii pe Conducta combustibil-gaz menține presiunea coloanei de fracționare la cifra dorită, de obicei aproape de o presiune atmosferică standard, măsurată ca aproximativ 1 bar, 100 kilopascali (KPa) sau 15 lire sterline pe inch pătrat (psi). O parte din lichidul condensat, numit reflux, este pompat înapoi în partea de sus a coloanei și coboară din tavă în tavă, contactând vaporii în creștere pe măsură ce trec prin sloturile din tăvi. Lichidul absoarbe progresiv constituenții mai grei din vapori și, la rândul său, renunță la constituenții mai ușori în faza de vapori. Condensarea și reevaporarea au loc pe fiecare tavă. În cele din urmă se ajunge la un echilibru în care există o gradare continuă a temperaturii și a proprietăților uleiului pe toată coloana, cu cei mai ușori constituenți pe tava superioară și cei mai grei pe partea inferioară. Utilizarea tăvilor de contact cu reflux și vapori-lichid distinge distilarea fracționată de coloanele simple de distilare.

produsele intermediare sau „fluxurile laterale” sunt retrase în mai multe puncte din coloană, așa cum se arată în figură. În plus, unitățile moderne de distilare brută utilizează fluxuri intermediare de reflux. Fluxurile laterale sunt cunoscute sub numele de produse intermediare, deoarece au proprietăți între cele ale produsului superior sau deasupra capului și cele ale produselor emise de la baza coloanei. Intervalele tipice de fierbere pentru diferite fluxuri sunt următoarele: lumina de naftă (regie), 20-95 °C (70-200 °F); nafta grea (top sidestream), 90-165 °C (195– 330 °F); brut kerosen (a doua sidestream), 150-245 °C (300-475 °F); lumina de gaz petrol (al treilea sidestream), 215-315 °C (420-600 °F).

uleiul Nevaporizat care intră în coloană curge în jos peste un set similar de tăvi din partea inferioară a coloanei, numite tăvi de stripare, care acționează pentru a îndepărta orice constituenți ușori rămași în lichid. Aburul este injectat în partea inferioară a coloanei pentru a reduce presiunea parțială a hidrocarburilor și pentru a ajuta la separare. În mod tipic, un singur flux lateral este retras din secțiunea de stripare: motorină grea, cu un interval de fierbere de 285-370 centimetric c (545-700 Centimetric F). Reziduul care trece din partea inferioară a coloanei este potrivit pentru amestecarea în combustibili industriali. Alternativ, poate fi distilat în continuare în condiții de vid pentru a produce cantități de uleiuri distilate destinate fabricării în uleiuri lubrifiante sau pentru a fi utilizate ca materie primă într-un proces de cracare a motorinei.