ПУТИ УВЕЛИЧЕНИЯ ГЛУБИНЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ. ДОКЛАД (2). Пути увеличения глубины переработки нефти
 Скачать 22.58 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина» в г. Оренбурге (филиал РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина в г. Оренбурге) Отделение химической технологии переработки нефти, газа и экологии ДИСЦИПЛИНА «ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКЦИИ НПЗ УЛУЧШЕНОГО КАЧЕСТВА» Доклад на тему: «ПУТИ УВЕЛИЧЕНИЯ ГЛУБИНЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ» Выполнил: «___»________ 2021 г. студент группы ОХТз 18-02 Шулико С.Н. ___________ Проверила: «___»________ 2021 г. Макарчук Н.В.___________ Оренбург, 2021г. Российская нефтеперерабатывающая система все еще имеет значительное наследие от своего советского прошлого. Тогда нефтеперерабатывающие заводы были расположены в относительно отдаленных регионах для обслуживания военно-промышленного комплекса, а добыча мазута поощрялась для поставок тяжелой промышленности. Тем не менее, этот акцент на «тяжелых концах» оставил значительную потребность в модернизации, поскольку Россия вступила в постсоветский период, и спрос на более легкие продукты увеличился. Это повлекло за собой необходимость в увеличении глубины переработки нефти. Глубина переработки нефти — величина, показывающая отношение объёма продуктов переработки нефти к общему объёму затраченной при переработке нефти. При определении и сравнении показателя глубины переработки нефтяного сырья необходимо иметь в виду следующее: Поскольку показатель глубины переработки нефтяного сырья зависит от потенциального содержания в поступающей нефти светлых фракций, выкипающих до 350оС, то сравнение отдельных нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) по этому показателю правомерны только в том случае, если сравниваемые предприятия перерабатывают смеси нефти с примерно одинаковым потенциальным содержанием светлых фракций, выкипающих до 350оС; При прочих равных условиях показатель глубины переработки нефтяного сырья будет выше на тех НПЗ, которые, наряду с нефтью, перерабатывают газовый конденсат. Поскольку в зависимости от конъюнктуры внешнего и внутреннего рынка в отдельные месяцы НПЗ увеличивают производство нефтепродуктов, пользующихся повышенным потребительским спросом (топливо технологическое экспортное, вакуумный газойль, мазут судовой, моторное и судовое топлива и т.д.), то эффективность переработки нефтяного сырья на отдельных НПЗ может характеризовать только показатель, рассчитанный на основе предприятия в целом за год и с учетом среднегодового (средневзвешенного) содержания в поставляемой нефти светлых фракций, выкипающих до 350 С. В связи с этим, глубина переработки нефти не является универсальным показателем для определения эффективности и технологичности завода. Пути увеличения глубины переработки нефти Углубление переработки нефти, с одной стороны, позволяет решить проблему увеличения ресурсов моторных топлив. С другой – обусловливает резкое сокращение выработки котельных топлив, так как мазут является основным компонентом этих топлив. Возмещение сокращающейся доли мазута идет несколькими путями. Углубление отбора на вакуумных блоках установок АВТ Процесс углубления переработки нефти необходимо начинать с вакуумных блоков установок АВТ (атмосферно-вакуумная трубчатка), куда в качестве сырья поступает мазут с атмосферного блока. Максимальное извлечение вакуумного газойля позволяет получить ценное сырье для процессов каталитического и гидрокрекинга. Увеличение отбора вакуумного газойля сопровождается утяжелением его фракционного состава газойля. Это в свою очередь приводит к повышению его коксуемости и содержания металлов, являющихся каталитическими ядами для процессов крекинга. Увеличенный отбор целевых фракций на вакуумных блоках позволяет снизить количество остаточного гудрона. В свою очередь это позволит снизить капитальные затраты при строительстве мощностей по переработке гудрона. Переработка гудронов После максимального извлечения газойля в вакуумной колонне, вязкость гудрона значительно увеличивается. В нем концентрируются в основном тяжелые ароматические и полициклические углеводороды с высоким содержанием сернистых и азотистых соединений, различных металлов. Все это затрудняет переработку гудрона с целью увеличения выхода светлых нефтепродуктов, однако существует ряд технологий. Масляный профиль В том случае, если предприятие имеет развитый комплекс производства масел, тяжелая часть вакуумного газойля и гудрон могут использоваться для получения базовых масел. Продукты очистки масел (асфальт и экстракты) можно использовать для получения кокса или битума. Деасфальтизация гудрона пропаном применяется для полного удаления из нефтяных остатков (гудрона) асфальтенов и основного количества (до 80%) смолистых веществ и полициклических ароматических углеводородов. Это позволяет улучшать вязкостно-температурные свойства, индекс вязкости, коксуемость, цвет, стабильность (эксплуатационных свойств) масляных фракций. Коксование Один из перспективных путей глубокой переработки нефти – процесс коксования. Это процесс, позволяющий перерабатывать нефтяные остатки при высоких температурах с целью получения кокса и дистиллятных фракций. Продукты коксования: 4-6% газа, 2-4% ППФ (пропан-пропиленовая фракция) и ББФ (бутан-бутиленовая фракция), 8-10% нафта, которая после гидроочистки может поступать на установки риформирования 34-35% ЛГК (легкий газойль коксования) – гидроочищается и может являться компонентом товарного дизельного топлива 17-19% ТГК (тяжелый газойль коксования) поступает на установки крекинга 28-30% – топливный кокс, является ценным сырьем в металлургической промышленности. Процесс коксования один из самых популярных способов переработки тяжелых нефтяных остатков, имеющий широкий опыт промышленного внедрения, как в России, так и в США. Наряду с этим он имеет более низкие капитальные затраты в сравнении с технологиями крекинга гудрона. Термокрекинг и висбрекинг Процессы термокрекинга и висбрекинга по своей сути идентичны, температурный режим процесса висбрекинга считается более мягким, в результате чего в продуктах содержится меньше вызывающих осмоление олефиновых углеводородов, чем при термокрекинге. Основной экономический аспект применения процесса висбрекинга — высвобождение вакуумного газойля и средних дистиллятов, ранее вовлекаемых в производство товарного мазута как разбавителей для достижения необходимых параметров вязкости. В результате висбрекинга гудрона снижается его вязкость, что уменьшает расход разбавителя для приготовления котельного топлива на 20-25 % масс. и, тем самым, увеличиваются ресурсы дистиллятного сырья для каталитических процессов. При этом уменьшается общее количество котельного топлива. Продукты висбрекинга: 1-2% газа 1-2% нафта, которая после гидроочистки может поступать на установки риформирования 3-4% газойль висбрекинга – после гидроочистки может являться компонентом товарного дизельного топлива, либо смешивается с остатком висбрекинга для снижения вязкости товарного мазута 92-95% остаток висбрекинга с пониженной в несколько раз кинематической вязкостью, поступает на приготовление товарного мазута. Процесс висбрекинга — это один из недорогих и малозатратных процессов переработки нефтяных остатков, который как процесс претерпел в последние годы значительные изменения и получил новые потенциальные возможности. Каталитический и гидрокрекинг гудрона Процесс гидрокрекинга гудрона ориентирован на максимальное превращение вакуумного остатка в товарные дистилляты. Этот процесс доказал свою эффективность в коммерческих масштабах, благодаря многолетней эффективной и надежной работе, обеспечивающей устойчивую экономическую отдачу. Он может быть легко интегрирован в существующие перерабатывающие мощности и предлагает несколько существенных преимуществ по сравнению с альтернативными технологиями. Для установок гидрокрекинга некоторые лицензиары заявляют значения конверсии порядка 95-98% даже для сырья самого низкого качества. Фактически, высокосернистые остатки и высокоароматические потоки, как например газойли каталитического крекинга, являются традиционным сырьем для установок подобного типа. Выходы нафты и дизельного топлива достигают более 85 об.%. Возможна интеграция с установками гидроочистки для подготовки к спецификациям качества сырья для установок риформинга, либо товарной продукции. Небольшое количество вакуумного газойля, получаемого в процессе, обычно может быть переработано на существующих мощностях установок гидрокрекинга или каталитического крекинга, что снижает уровень необходимых капитальных вложений. В процессе каталитического крекинга гудрона используется эффективный двухступенчатый регенератор с охладителем для катализатора. Это экономически эффективное средство для превращения умеренно и сильно загрязненного сырья в бензин и более легкие компоненты. Эти особенности вместе с другими важными конструктивными решениями заложены в основу управления высокой температурой сгорания, отложением металлов на циркулирующем катализаторе и другими проблемами, связанными с переработкой тяжелого сырья. Недостатки установок каталитического и гидрокрекинга гудрона: высокая стоимость капитальных затрат, низкий процент опытного внедрения в России, дефицит технологий “Deep Cut” в России для подготовки гудрона и минимизации его количества в качестве сырья данных установок для снижения капитальных затрат на строительство данных установок. Следует заметить, что во всех группах процессов в составе углеводородного газа определенную долю составляет сухой газ (С1 — С2) , обычно сжигаемый как технологическое топливо. Поскольку количество сухого газа является вычитае¬мым в формуле для определения глубины переработки нефти, то выход сухого газа уменьшает глубину переработки нефти, как и количество выводимого из процесса кокса. Но в случае, если кокс не используется по целевому назначению (для цветной металлургии), он может быть переработан в жидкие моторные топ¬лива через газификацию, получение синтез-газа и последующий синтез его (по Фишеру - Тропшу) в моторные топлива. Таким образом, общая глубина переработки возрастает за счет кокса. Углубление переработки нефти, с одной стороны, позволяет решить проблему увеличения ресурсов моторных топлив, а с другой - обусловливает резкое сокращение выработки котельных топлив, так как мазут является основным компонентом этих топлив. Возмещение сокращающейся доли мазута идет несколькими путями. Непосредственно мазут может направляться на гидровисбрекинг, а если установка комбинированная, то продукт висбрекинга далее проходит гидроочистку и подвергается крекингу. При глубокой вакуумной перегонке (ГВП) мазута получают обычно три продукта: лВГ, УВГ и гудрон. Легкий вакуумный газойль (лВГ) после гидроочистки используется как компонент дизельного топлива, а УВГ и гудрон перерабатываются в моторные топлива по различным направлениям. Если нефть масляная, то вместо УВГ получают широкую масляную фракцию (ШМФ) 350-500 °С, и тогда вместо моторных топлив из ШМФ и гудрона получают базовые масла, а продукты очистки масел (асфальт и экстракты) использует для получения кокса или битума. В целом же подавляющее большинство вариантов ГПМ конечным процессом имеют КК как наиболее оптимальный процесс использования внутренних ресурсов водорода. Особенно благоприятно сочетание гидроочистки (ГО) и легкого гидрокрекинга (лГК) с каталитическим крекингом (КК), так как это увеличивает внутренние ресурсы водорода в сырье КК и позволяет получать хорошее дизельное топливо на стадии лГК. Начинает развиваться процесс гидровисбрекинга (ГВБ) как способ увеличения ресурсов сырья КК. Один из перспективных путей глубокой переработки нефти (ГПН) – процесс коксования, так как при этом можно получить прямогонный вакуумный газойль (60 % от мазута), идущий непосредственно на КК; 40 % - гудрон на непрерывное коксование в кипящем слое кокса (из них 25-30 % дистиллята 350-500 °С ГО и КК, 15-20 % кокса, подвергающегося газификации; из синтез-газа по Фишеру - Тропшу можно получить моторное топливо). Быстро нарастает применение селективных процессов (деасфальтизации селективной очистки гудронов) с последующей переработкой рафинатов на КК. Широкое применение в схемах ГПН каталитического крекинга не только даёт возможность получать моторное топливо непосредственно, но позволяет на основе ББФ и ППФ газа крекинга получать высокооктановые компоненты бензина. Но в то же время ГПН связана со значительным ростом энергозатрат. Сейчас на 1 т перерабатываемой нефти на НПЗ в сумме затрачивается 70-80 кг топлива (7-8 %). При углублении переработки нефти до 75-80 % эти затраты составляют 120-130 кг топлива на 1 т нефти, т.е. до 13 % от перерабатываемой нефти. Наряду с комбинированием существенные экономические преимущества даёт укрупнение мощностей установок, поэтому оно всегда сопровождает комбинирование. В настоящее время достигнутый "потолок" мощности АВТ составляет 68 млн т/год, установок каталитического крекинга - 2 млн т/год, каталитическог риформинга - 1,2 млн т/год. Дальнейшее укрупнение производства сейчас приостановилось из-за дефицита нефти и необходимости придания схемам НПЗ большей гибкости. С другой стороны, принцип комбинирования диктует уровень мощностей взаимосвязанных процессов определять исходя из мощности головного процесса. Литература 1. Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: Учебник для вузов. М.: Химия. 2. Вержичинская С.В., Дигуров Н.Г., Синицын С.А. Химия и технология нефти и газа: учебное пособие. 3. Общая химическая технология. Под редакцией проф. Амелина А.Г. М., «Химия». |