Ахметов и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа (2006)

Рациональная переработка топливного направления вакуумных (350…500°С) или глубоковакуумных (350…(500…620)°С) газойлей может быть осуществлена посредством следующих технологических процессов (рис. 9.2):

а) гидрообессеривания(ГО)придавлении5…6МПаикаталитического крекинга(КК)гидрогенизатасполучениемвысокооктановогокомпо- нентаавтобензина,среднихдистиллятовигазовКК—сырьяпроцес- сов алкилирования и для получения метил-трет-бутилового эфира; б) легкого гидрокрекинга (ЛГК) при давлении 4…5 МПа с получением фракции дизельного топлива и каталитического крекинга газойля

831

КТ-1y и КТ-2 вариант по схеме рис. 9.2б, где гидроочистка вакуумного газойля заменена на легкий гидрокрекинг, позволяет увеличить выход дизельноготоплива(примернона25…30%)иуменьшитьнагрузкунакаталитическийкрекинг.Переработкавакуумногогазойлясприменением гидрокрекинга (по схеме рис. 9.2в) требует повышенных капитальных затрат, но обладает таким важным достоинством, как высокая технологическаягибкостьвотношениирегулированиясоотношениядизельное топливо:бензин:реактивноетопливо.Дизельноеиреактивноетоплива при гидрокрекинге получаются более высокого качества, особенно по низкотемпературным свойствам, что позволяет использовать их для производства зимних и арктических сортов этих топлив. Вариант 9.2г находит применение и на НПЗ, когда требуется обеспечить возрастающие потребности электродной промышленности и электрометаллургии в высококачественных малозольных игольчатых коксах, хотя газы ижидкиедистиллятытермодеструктивныхпроцессовзначительноуступают по качеству аналогичным продуктам каталитических процессов.

Наибольшую трудность в нефтепереработке представляет квалифицированная переработка гудронов (особенно глубоковакуумной перегонки) с высоким содержанием асфальто-смолистых веществ, ме-

мая при углубленной переработке сернистых нефтей.

Глубокая переработка гудронов с максимальным получением компонентов моторных топлив может быть осуществлена посредством тех же промышленных технологических процессов, которые применяются при переработке вакуумных (глубоковакуумных) газойлей, но с предварительнойдеасфальтизациейидеметаллизациейсырья(рис.9.5),где одновременно достигается деметаллизация и снижение коксуемости нефтяного остатка. Для этой цели более предпочтительна энергосберегающая технология процесса термоадсорбционной деасфальтизации и деметаллизации типа АРТ, 3Д, АКО и ЭТКК (см. пп. 6.4.3 и 9.3).

832

Рис. 9.4. Блок-схема НПЗ углубленной переработки сернистой нефти в комплексе комбинированной установки ЛК-6у:

а — КТ-1, б — гидрокрекинга (ГК), КК — каталитический крекинг, ВБ —висбрекинг, Алк — алкирова- ние,ПБ—производствабитума,ВП—выкуумнаяперегонка,ПВ—производствоводорода,ПМТБЭ

— производства МТБЭ

833

Для глубокой и безостаточной переработки нефти применимы разные комбинации представленных на рис. 9.2, 9.3 и 9.5 схем переработки вакуумных газойлей, мазута и гудрона.

На рис. 9.6—9.10 представлены варианты блок-схем перспективных НПЗ глубокой и безостаточной переработки сернистых нефтей.

Рис. 9.6. Блок-схема глубокой переработки сернистой нефти с выработкой нефтяного кокса: Г-43-107 — комбинированная установка, ЗК — замедленное коксование

Рис. 9.7. Блок-схема перспективного НПЗ глубокой переработки сернистой нефти:

ТАДД — процесс термоабсорбционной деасфальтизации и деметаллизации; ЛГК — легкий гидрокрекинг

834

т. газойль

Рис. 9.8. Блок-схема перспективного НПЗ безостаточной переработки сернистой нефти с выработкой максимума автобензина

Рис. 9.9. Блок-схема перспективного НПЗ безостаточной переработки сернистой нефти с выработкой максимума дизельного топлива

835

Рис. 9.10. Блок-схема перспективного НПЗ глубокой переработки сернистой нефти

сполучением моторных топлив и игольчатого кокса

Всостав перспективных НПЗ рекомендованы освоенные в промышленном или опытно-промышленном масштабе такие процессы нового поколения, как термоадсорбционная деасфальтизация и деметаллизация (ТАДД типа ЗД или АРТ) мазута или гудрона; легкий гидрокрекинг (ЛКГ) и гидрокрекинг (ГК) деметаллизованного газойля, бензина процесса ТАДД и легкого газойля каталитического крекинга; каталитический крекинг типа ККМС газойля и нестабильного бензина процесса ЛКГ, а также сопутствующие ККМС процессы производства высококачественныхбензинов—алкилирования(Алк.)ипроизводство метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ).

ЭтисхемыперспективныхНПЗпозволяютполучитьвысокооктановые компоненты автобензина, такие как изомеризат, риформат, алкилат, МТБЭ, бензины каталитического и гидрокрекинга и селективного

гидрокрекинга, сжиженные газы С3 и С4, столь необходимые для производства неэтилированных высокооктановых автобензинов с ограниченным содержанием ароматических углеводородов, а также малосернистые дизельные и реактивные топлива летних и зимних сортов.

Глубина переработки нефти на таком НПЗ составит около 90%.

Втабл. 9.3 дана сравнительная оценка наиболее значимых досто- инствинедостатковблок-схемпотакимпоказателям,каквыходикачес- тво моторных топлив, соотношение дизельное топливо : бензин, расход водорода, капитальные и эксплуатационные затраты. Следует однако

836

отметить, что такой сопоставительный анализ без подробного техникоэкономического обоснования и без учета потребности экономического района в тех или иных нефтепродуктах не является достаточно объективным, тем не менее он позволяет выбрать наиболее предпочтительные и технически легче реализуемые варианты.

* ГПН —глубина переработки нефти,% ** МТ — моторные топлива

Припереработкегазоконденсатногосырьясисключительнонизким содержаниемсмолисто-асфальтеновыхвеществиметалловнаперспек- тивном НПЗ представляется возможность обходиться без использования процессов вакуумной перегонки и деасфальтизации, направляя остаток атмосферной перегонки — мазут — непосредственно на установку либо гидро-, либо каталитического крекинга.

837

На рис. 9.11 приведена блок-схема маслоблока НПЗ топливно-мас- ляного профиля, являющаяся наиболее распространенной при получении высококачественных смазочных масел.

мазут

ГО К. ОЧ

дистилляты

базовые масла

Рис. 9.11. Блок-схема масляного производства:

а—экстракционнаятехнология,б—гидрокаталитическаятехнология;ЭДА—экстракционнаядеас- фальтизация; С. ОЧ — селективная очистка; К. ОЧ — контактная очистка; ДЕП —депарафинизация; ДА — деасфальтизат.

На современных НПЗ масляного профиля в настоящее время применяются как экстракционные (см. гл. 4), так и гидрокаталитические (гл. 8) процессы подготовки масляного сырья.

Головным процессом в производстве смазочных масел вляется вакуумная перегонка (ВП), где получают 3—4 (на западных НПЗ — до 6) масляных дистиллята и гудрон. Масляные дистилляты по экстракционной технологии (9.11а) подвергают селективной очистке (С. ОЧ) от смолиполициклическойароматики.Целевойпродуктэтогопроцесса— рафинат – затем подвергают депарафинизации (ДЕП) с целью получения масел с низкой температурой застывания. Депарафинированное масло далее доочищают на установках контактной очистки или (на современных НПЗ) подвергают гидроочистке. Вакуумный остаток — гудрон—являетсясырьемдляполучениявысоковязкихостаточныхма- сел. Из гудрона на установке экстракционной деасфальтизации (ЭДА) удаляют смолисто-асфальтеновые вещества. Деасфальтизат далее подвергается переработке аналогично масляным дистиллятам.

838

Масляные дистилляты и деасфальтизат по гидрокаталитической технологии (9.11б) последовательно подвергаются химической переработке в процессах гидрокрекинга, гидроизомеризации и при необходимости гидродепарафинизации, иногда гидрирования.

Особенностьгидрокаталитическихпроцессов–улучшениекачества базовых масел не за счет удаления вредных компонентов, а путем преобразования их в высокоиндексные низкозастывающие углеводороды. Важноепреимуществогидрокаталитическойтехнологиипередэкстракционной — экологическая чистота как самих технологических процессов (без применения токсичных растворителей), так и получающихся базовых масел (высокоиндексных малосернистых) с повышенным выходом масел, а также отсутствие побочных продуктов типа экстрактов, петролатума и гача.

Концентрированные (твердые) нефтяные остатки глубокой переработки нефти (асфальты или тяжелые гудроны глубоковакуумной перегонки) — трудноперерабатываемая и наименее ценная составляю- щаянефти.Из-завысокойихкоксуемостиизначительногосодержания металловонипрактическинемогутнепосредственноперерабатываться каталитическими процессами. Только часть из них может использоваться как сырье для получения (или как компонент) битумов, пеков, связующих материалов, поскольку потребность в таких нетопливных нефтепродуктах значительно меньше по сравнению с объемом нефтяных остатков, образующихся при глубокой переработке нефти. Следовательно, нетопливное направление использования и переработки тяжелых нефтяных остатков может позволить лишь частично, а не полностью решить проблему безостаточной переработки нефти.

Включениев состав НПЗ одновременнопроцессовкаталитического крекинга (ККМС) и гидрокрекинга (ГК) позволит гибко регулировать потребное соотношение бензин : дизтопливо и производить дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы.

Из рассмотрения технологической структуры НПЗ различных типов (табл. 9.5) следует, что для глубокой и безостаточной переработки нефти требуется более высокая степень насыщенности вторичными процессами как углубления нефтепереработки, так и облагораживания нефтяных фракций. Разумеется, что по мере увеличения ГПН будут возрастать удельные капитальные и эксплуатационные затраты. Однако завышенные затраты на глубокую или безостаточную переработку нефтяного сырья должны окупиться за счет выпуска дополнительного количества более ценных, чем нефтяной остаток, нефтепродуктов, прежде всего моторных топлив.

839

Таблица 9.5 — Технологическая структура НПЗ разных типов

9.5. Проблемы экологизации технологии в нефтепереработке

Промышленные предприятия топливно-энергетического комплекса, в том числе химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также автомобильный транспорт в настоящее время являются одним из наиболее крупных источников загрязнения природы: атмосферы, почвы, водоемов и морей.

По характеру влияния на природу все загрязнители можно разделитьнахимические,механические,тепловые,биологические,акустичес-

840