projek Unit Penyulingan Minyak Mentah Nigeria 100 TPD 2023.

Unit Penyulingan Minyak Mentah Atomsfera dan Vakum: Butiran Teknikal dan Kelebihan Bersaing

Unit Penyulingan Atmosfera dan Vakum (AVDU) adalah langkah pertama dalam pemurnian minyak mentah. Selalunya digelar sebagai "jantung kepada kilang minyak", fungsi utamanya adalah untuk memisahkan campuran hidrokarbon kompleks dalam minyak mentah kepada pecahan atau "potongan" yang berbeza berdasarkan takat didihnya. Pemisahan permulaan ini menyediakan blok binaan penting untuk semua unit pemprosesan seterusnya.

Artikel ini meneroka butiran teknikal dan kelebihan utama infrastruktur kilang yang kritikal ini.

Bahagian 1: Butiran Teknikal

Proses ini secara logiknya dibahagikan kepada dua peringkat: penyulingan atmosfera dan penyulingan vakum.

1.1 Prapawasan: Penyahgaraman

Sebelum memasuki turus penyeulingan, minyak mentah mesti dinyahgaramkan terlebih dahulu. Minyak mentah biasanya mengandungi air, garam tak organik (terutamanya klorida seperti natrium, kalsium, dan magnesium), serta enapan.

Proses: Minyak mentah dipanaskan dan dicampurkan dengan air tawar untuk melarutkan garam. Campuran ini kemudian dihantar ke dalam takungan nyahgaram, di mana medan elektrostatik bervoltan tinggi dikenakan. Medan ini mempromosikan penggabungan titisan air kecil menjadi titisan yang lebih besar, seterusnya mengendap di bahagian bawah dan dialirkan keluar.

Tujuan: Penyingkiran garam adalah penting untuk mengelakkan kekotoran, kakisan, dan keracunan mangkin di dalam unit-unit berkaitan. Garam boleh membentuk asid hidroklorik (HCl) apabila dipanaskan, menyebabkan kakisan teruk pada sistem atap turus penyeulingan.

1.2 Unit Penyeulingan Atmosfera (ADU)

Minyak mentah yang telah dinyahgaramkan dipanaskan lagi sehingga kira-kira 350°C - 380°C melalui siri penukar haba (sistem pemanasan awal) dan sebuah ketuhar pemanas langsung (dikenali sebagai pemanas pipa atau ketuhar).

Minyak mentah yang panas dan sebahagiannya termeluwap kemudiannya dimasukkan ke dalam Turus Penyulingan Atmosfera. Ini adalah bekas silinder besar yang beroperasi pada tekanan sedikit lebih tinggi daripada atmosfera untuk mengelakkan kebocoran udara.

Struktur Dalaman: Turus ini dilengkapi dengan beberapa dulang mendatar atau pengepakan untuk memudahkan pemindahan jisim dan haba antara wap yang menaik dan cecair yang menurun.

Penyahcampuran: Semasa wap menaik, ia menyejuk. Komponen-komponen dengan takat didih yang lebih tinggi termeluwap di dulang-dulang bawah, manakala komponen yang lebih ringan terus bergerak ke atas. Aliran sisi dikeluarkan pada ketinggian tertentu untuk mengumpul pecahan tertentu:

Hujung Ringan: Gas (C1-C4) dan nafta ringan keluar dari bahagian atas turus.

Nafta Berat: Dikeluarkan berhampiran bahagian atas, sebagai bahan permulaan untuk petrol.

Kerosin / Bahan Api Jet: Dikeluarkan di bahagian bawah, sebagai pecahan dengan takat didih sederhana.

Diesel / Gas Oil: Dikeluarkan di bahagian bawah lagi.

Refluks: Sebahagian daripada cecair hasil kondensasi di bahagian atas dipamkan semula ke bahagian paling atas turus sebagai refluks. Ini adalah penting untuk mengawal suhu turus dan meningkatkan kecekapan pemisahan hasil di bahagian atas.

Hasil Bawah: Baki yang diperoleh dari bahagian bawah turus atmosfera, dikenali sebagai Minyak Residu Atmosfera atau "long residue", terlalu berat untuk diwapkan pada tekanan atmosfera tanpa berlakunya penguraian haba (cracking). Baki ini kemudiannya dihantar ke Unit Penyulingan Vakum.

1.3 Unit Penyulingan Vakum (VDU)

Untuk memenuhi keperluan memperoleh molekul yang lebih berat dari baki atmosfera tanpa menyebabkan berlakunya penguraian haba, tekanan perlu dikurangkan secara ketara.

Proses: Baki atmosfera dipanaskan di dalam ketuhar vakum sehingga mencapai suhu sekitar 380°C - 420°C sebelum dihantar ke Turus Penyulingan Vakum. Turus ini beroperasi dalam keadaan vakum tinggi (tekanan mutlak antara 10 hingga 40 mmHg), yang mana secara ketara merendahkan takat didih hidrokarbon.

Menciptakan Kelegapan: Kelegapan utamanya dikekalkan oleh siri ejektor stim (kerap kali diikuti oleh pam vakum gelang cecair). Ejektor stim menggunakan kesan Venturi untuk menarik gas (udara dan hidrokarbon ringan) dari bahagian atas turus.

Struktur Dalaman: Untuk meminimumkan kejatuhan tekanan merentasi turus, pembungkusan berstruktur kejatuhan tekanan rendah digunakan sebagai ganti dulang. Diameter turus juga lebih besar berbanding turus atmosfera.

Penjelanan: Turus memisahkan baki menjadi:

Minyak Gas Kelegapan (VGO): Diambil sebagai aliran sisi; ini merupakan bahan mentah utama untuk unit Pecahan Berdaya Mangkin Cecair (FCC) dan unit hidro-pemecah.

Minyak Baki Kelegapan /. "Baki Pendek": Produk bawah yang biasanya digunakan untuk pengeluaran bitumen, campuran minyak api, atau sebagai bahan baku untuk unit kok (coker).

Bahagian 2: Kelebihan Teknikal

Reka bentuk dan operasi AVDU moden memberi beberapa kelebihan utama:

1. Pengintegrasian Tenaga Tinggi dan Kecekapan

AVDU moden merupakan kelas utama dalam integrasi haba. Satu rangkaian luas penukar haba ("jajaran pra-panas") menggunakan aliran produk panas untuk memanaskan lebih awal minyak mentah sejuk yang masuk. Ini secara ketara mengurangkan penggunaan bahan api oleh ketuhar, menurunkan kos operasi dan kesan kaki karbon kilang penapis. Penggunaan penukar garisan penghantaran (TLEs) sebaik sahaja keluar dari ketuhar seterusnya menangkap haba pada tahap tinggi.

2. Keanjalan Operasi

Satu AVDU yang direka baik boleh memproses pelbagai jenis minyak mentah (daripada minyak mentah ringan manis kepada minyak mentah berat masam). Operator boleh menetapkan parameter utama—suhu keluar ketuhar, nisbah aliran balik, dan kadar pengeluaran—untuk mengoptimumkan hasil produk yang bernilai tinggi (contohnya, memaksimumkan hasil diesel berbanding minyak api) berdasarkan permintaan pasaran dan jenis minyak mentah yang digunakan.

3. Asas untuk Pemprosesan Hiliran

AVDU menyediakan bahan mentah tulen dan berasingan untuk unit-unit hiliran khusus:

Nafta ke Perumus Berpendam untuk menghasilkan petrol berkualiti oktana tinggi.

Minyak Gas ke Hydrotreaters untuk penyingkiran sulfur.

VGO ke FCC atau Hydrocrackers untuk memecahkan molekul berat kepada petrol dan diesel.

Pemisahan bersih permulaan ini adalah penting untuk kecekapan dan jangka hayat unit-unit sekunder kompleks ini.

4. Kawalan Proses Lanjutan (APC)

Unit-unit moden dilengkapi dengan Sistem Kawalan Teragih (DCS) dan algoritma Kawalan Proses Lanjutan yang canggih. APC membolehkan:

Kawalan Kualiti yang Lebih Ketat: Mengekalkan spesifikasi produk (contoh: takat nyala, julat pendidihan) secara konsisten.

Maksimumkan Pengeluaran: Meningkatkan had hidraulik lajurdengan selamat untuk memaksimumkan kadar pemprosesan minyak mentah.

Optimumkan Penggunaan Tenaga: Menyesuaikan operasi secara dinamik untuk kos tenaga yang terendah.

5. Hasil dan Nilai Produk yang Dipertingkatkan

Unit vakum, khususnya, menambah nilai yang ketara. Dengan menggunakan penyulingan vakum berbanding hanya atmosfera, loji penapisan boleh menukar minyak bahan api sisa bernilai rendah kepada VGO bernilai tinggi, yang kemudiannya ditambah baik menjadi bahan api pengangkutan (petrol, diesel, bahan api jet). Ini meningkatkan hasil keseluruhan produk bernilai tinggi daripada setiap tong minyak mentah.

6. Kebolehpercayaan dan Jangka Kempen Panjang

Walaupun tertakluk kepada kakisan dan kekotoran, AVDU adalah teknologi yang kukuh dan telah terbukti. Dengan pemilihan bahan yang sesuai (contohnya, dulang berlapis untuk rintangan kakisan), rawatan kimia yang berkesan (contohnya, agen penentang kekotoran, perencat kakisan), dan penyelenggaraan yang teliti, unit-unit ini boleh beroperasi secara berterusan selama 3 hingga 5 tahun di antara penutupan utama (pemeriksaan semula), memastikan kebolehsediaan loji penapisan yang tinggi.

Kesimpulan

Unit penyulingan atmosfera dan vakum merupakan suatu karya seni dalam kejuruteraan kimia yang menggabungkan prinsip fizik asas dengan teknologi yang sangat canggih. Kelebihan teknikalnya—yang merangkumi kecekapan tenaga yang tiada tandingan, fleksibiliti operasi, hingga menyediakan asas penting bagi keseluruhan pengilang minyak moden—mengukuhkan peranannya yang tidak boleh digantikan dalam menukar minyak mentah kepada produk vital yang memacu ekonomi global. Peningkatan berterusan dalam bahan, kawalan proses, dan integrasi haba memastikan unit ini kekal menjadi piawaian bagi kecekapan dan kebolehpercayaan.