Ham petrolün atmosferik damıtılması - Atmospheric distillation of crude oil
Ham petrollerin rafinasyonu temel olarak birincil ayırma işlemlerinden ve ikincil dönüştürme işlemlerinden oluşur. Petrol rafinasyonu işlemi, ham petrolde bulunan farklı hidrokarbonların faydalı fraksiyonlara ayrılması ve bazı hidrokarbonların daha kaliteli performansa sahip ürünlere dönüştürülmesi işlemidir. Ham petrollerin atmosferik ve vakumlu damıtılması, örneğin benzinden yağlama yağlarına/vakum gaz yağlarına kadar çeşitli düz akışlı ürünler üreten ana birincil ayırma prosesleridir. Ham petrolün damıtılması tipik olarak önce atmosferik basınç altında ve daha sonra bir vakum altında gerçekleştirilir . Düşük kaynama noktalı fraksiyonlar genellikle atmosfer basıncında 400°C'nin altında hidrokarbon bileşiklerini kırmadan buharlaşır. Bu nedenle, ham petrolün tüm düşük kaynama noktalı fraksiyonları atmosferik damıtma ile ayrılır. Bir ham damıtma ünitesi (CDU), flaş öncesi damıtma kolonundan oluşur. Damıtma işleminden elde edilen petrol ürünleri hafif, orta ve ağır nafta , gazyağı , dizel ve yağ kalıntısıdır.
Atmosferik ham damıtma ünitesi
Ham petrol, önce 100-150 °C'ye ısıtılarak ve tuzu seyreltmek için %4-10 tatlı su ile karıştırılarak tuzdan arındırılmalıdır. Ham petrol, tuz gidericiden 250 °C–260 °C sıcaklıkta çıkar ve ayrıca tüplü ısıtıcı ile 350 °C–360 °C sıcaklığa kadar ısıtılır. Sıcak ham petrol daha sonra uçuculuktaki farka bağlı olarak ham petrolün farklı fraksiyonlara ayrılmasını sağlayan bir damıtma kolonuna geçirilir . Damıtmanın atmosfer basıncına yakın bir yerde gerçekleştirilebilmesi için üstteki basınç 1.2–1.5 atm'de tutulur ve bu nedenle atmosferik damıtma kolonu olarak bilinir.
Kolonun tepesinden çıkan buharlar, 120 °C–130 °C sıcaklıkta hidrokarbon gazları ve nafta karışımıdır. Kolonun dibinde kullanılan buharla ilişkili buhar akımı, su soğutucusu tarafından yoğuşturulur ve bir kapta toplanan sıvı, kolonun tepesinde bulunan geri akış tamburu olarak bilinir. Sıvının bir kısmı, üstten geri akış olarak kolonun üst plakasına geri döndürülür ve kalan sıvı, gazları sıvı naftadan ayıran bir dengeleyici kolona gönderilir. Üst plakanın birkaç plaka altında, 190 °C–200 °C sıcaklıkta ürün olarak kerosen elde edilir. Bu fraksiyonun bir kısmı, bir ısı eşanjörü ile soğutulduktan sonra kolona geri döndürülür . Bu soğutulmuş sıvı, dolaşımdaki geri akış olarak bilinir ve kolondaki ısı yükünü kontrol etmek önemlidir. Kalan ham petrol, keroseni ayırmak için buhar kullanan bir yan sıyırıcıdan geçirilir. Elde edilen kerosen soğutulur ve 140 °C–270 °C arasında kaynayan düz akışlı kerosen olarak bilinen ham kerosen olarak bir depolama tankında toplanır. Gazyağı çekme plakasının birkaç plakası altında, dizel fraksiyonu 280 °C–300 °C sıcaklıkta elde edilir. Dizel fraksiyonu daha sonra soğutulur ve depolanır. Atmosferik damıtma kolonundan elde edilen en üst ürün, örneğin metan, etan, propan, bütan ve nafta buharları gibi hidrokarbon gazlarının bir karışımıdır. Kolonun dibinde bulunan artık yağ, indirgenmiş ham petrol (RCO) olarak bilinir. Dipteki akışın sıcaklığı, petrolün çatlama sıcaklığının altında olan 340 °C–350 °C'dir.
Simülasyon, termodinamik ve taşıma özelliklerinin tahmin edilebilmesi için ham petrol karakterizasyonuna yardımcı olur. Dinamik modeller, deneysel yöntemlerle bulunamayan ilişkilerin incelenmesine yardımcı olur (Ellner ve Guckenheimer, 2006). Modelleme ve simülasyon yazılımı kullanarak, gerçek bir çalışan model oluşturmak yerine zamandan %80 tasarruf edilebilir. Bu aynı zamanda maliyet tasarrufu sağlar ve modeller, gerçek sistemler üzerinde daha doğru çalışmalar sağlar.