книги / Технология глубокой переработки нефти и газа

Таблица 11.2

Набор технологических процессов, входящих в состав отечественных комбинированных установок

3)переработки вакуумного газойля Г -43-107 производительнос­ тью 2 млн т/год;

4)переработки мазута КТ-1, включающая в свой состав комби­ нированную установку Г-43-107 и секции вакуумной перегонки ма­ зута и висбрекинга гудрона;

5)переработки мазута КТ-1у, отличающаяся от КТ-1 использо­ ванием процесса легкого гидрокрекинга вместо гидроочистки ваку­ умного газойля;

6)переработки мазута КТ-2, которая отличается от КТ-1у ис­ пользованием вместо обычной вакуумной перегонки глубоковаку­ умной перегонки с отбором фракции 350 - 540 °С (и отсутствием про­ цесса висбрекинга).

Модели 1 - 4 внедрены на ряде НПЗ страны и показали высокую эффективность. Так, по сравнению с набором отдельно стоящих уста­

621

I

новок на комбинированной установке КТ-1 капитальные и эксплуата­ ционные затраты ниже соответственно на 36 и 40 %, площадь застрой­ ки меньше в 3 раза, а производительность труда выше в 2,5 раза.

С использованием высокопроизводительных комбинированных установок, а именно ЛК-бу и КТ-1, были в последние годы сооруже­ ны и пущены в эксплуатацию высокоэффективные НПЗ нового по­ коления в г. Павлодаре, Чимкенте и Чарджоу, на которых осуществ­ ляется углубленная переработка нефти. В их состав, кроме ЛК -6у и КТ-1, дополнительно входят такие процессы, как алкили­ рование, коксование, производства водорода, серы, битума и т.д. Тен­ денция к укрупнению единичной мощности и комбинированию не­ скольких процессов характерна не только для нефтеперерабатыва­ ющей промышленности. Она является генеральной линией разви­ тия и других отраслей промышленности, таких, как нефтехимичес­ кая, химическая, металлургия и др.

11.3. Основные принципы углубления переработки нефти и поточные схемы* нефтеперерабатывающих заводов топливного профиля

Нефтеперерабатывающие заводы неглубокой переработки нефти ГНПЗ НГШ характеризуются наиболее простой технологической структурой, низкими капитальными и эксплуатационными затрата­ ми по сравнению с НПЗ углубленной или глубокой нефтеперера­ ботки. Основной недостаток Н П З НГП - большой удельный расход ценного и дефицитного нефтяного сырья и ограниченный ассорти­ мент нефтепродуктов. Наиболее типичный нефтепродукт такого типа НПЗ - котельное топливо, дизельное топливо, автобензин (при необходимости печное топливо), сухой и сжиженные газы. Глубина отбора моторных топлив ограничивается потенциальным содержа­ нием их в исходной нефти. Строительство НП З НГП могут позво­ лить лишь страны, располагающие неограниченными ресурсами не­ фти, такие, как Саудовская Аравия, Иран, Ирак или Кувейт. Оче­ видно, нефтепереработка России, обладающая скромными запаса­

* Под термином поточная схема понимают определенную последовательность технологических процессов НПЗ.

622

гическая структура НПЗ НГП представляет собой по существу тот же набор технологических процессов, которые входят в состав ком­ бинированной установки ЛК-бу (см. табл. 11 .2).

Осуществление технологии следующей ступени нефтепереработ­ ки - углубленной переработки нефти с получением моторных топ­ лив в количествах, превышающих потенциальное их содержание в исходном сырье, связано с физико-химической переработкой остат­ ка от атмосферной перегонки - мазута.

В мировой практике при углубленной и глубокой переработке нефти исключительно широкое распространение получили схемы переработки мазута посредством вакуумной или глубоковакуумной перегонки с последующей химической переработкой вакуумного (или глубоковакуумного) газойля в компоненты моторных топлив.

Количество трудноперерабатываемого тяжелого нефтяного ос­ татка - гудрона - при этом примерно вдвое меньше по сравнению с мазутом. Технология химической переработки вакуумного газойля в нефтепереработке давно освоена и не представляет значительных технических трудностей.

Рациональная переработка топливного направления вакуумных (350-500 °С) или глубоковакуумных (350 - (500-620) °С газойлей мо­ жет быть осуществлена посредством следующих технологических процессов (рис. 1 1 .2):

623

В отечественной и зарубежной нефтепереработке наибольшее распространение имеет вариант переработки вакуумного газойля по схеме рис. 11 .2,а, позволяющий получить из сырья значительно боль­ ше высокооктановых компонентов автобензинов по сравнению с ос­ тальными вариантами. Принятый за основу в модели КТ-1у и КТ-2 вариант по схеме рис. 11.2,6, где гидроочистка вакуумного га­ зойля заменена на легкий гидрокрекинг, позволяет несколько уве-

624

гибкость в отношении регулирования сооношения дизельное топливо:бензин:реактивное топливо. Кроме того, дизельное и реактивное топлива при гидрокрекинге получаются более высокого качества, особенно по низкотемпературным свойствам, что позволяет исполь­ зовать их для производства зимних и арктических сортов этих топ­ лив. Вариант 11.2,г также находит применение на НПЗ, когда тре­ буется обеспечить всевозрастающие потребности электродной про­ мышленности и электрометаллургии в высококачественных мало­ зольных игольчатых коксах, хотя газы и жидкие дистилляты термо­ деструктивных процессов значительно уступают по качеству ана­ логичным продуктам каталитических процессов.

В табл. 11.3 дана сравнительная оценка наиболее значимых дос­ тоинств и недостатков схем рис. 1 1.2,а-г по таким показателям, как выход и качество моторных топлив, соотношение дизельное топливо:бензин, расход водорода, давление процесса и капитальные зат­ раты. Следует однако отметить, что такой сопоставительный анализ без подробного технико-экономического обоснования и без учета потребности экономического района в тех или иных нефтепродук­

625

тах не является достаточно объективным, тем не менее он прзволяет выбрать наиболее предпочтительные и технически легче реализуе­ мые варианты.

На рис. 11.3 приведена поточная схема НПЗ, являющаяся одной из наиболее широко применяемых при углубленной переработке сер­ нистых нефтей.

Наибольшую трудность в нефтепереработке представляет ква­ лифицированная переработка гудронов (особенно глубоковакуум­ ной перегонки) с высоким содержанием асфальто-смолистых ве­ ществ, металлов и других гетеросоединений, требующая значитель­ ных капитальных и эксплуатационных затрат. В этой связи на ряде Н П З страны и за рубежом ограничиваются переработкой гудронов с получением таких нетопливных нефтепродуктов, как котельное топ­ ливо, битум, нефтяной пек, нефтяной кокс и т.д. (рис. 11.4).

626

627

H«s c ,- c ,

ZC, (ППФ) ZC, (ББФ)

б е н з и н K K

л е гк и й га зо й ль

т яж елы й

газойль

ч е р н ы й

соляр

битум

HjS

газы

Cs-BS*C

B S -1 6 S 'C l€5’270*C t6 S 3 S lfC >3S0'C

Р и с . 1 1 .6 . Поточная схема Н П З глубокой переработки сернистой нефти

или 11.2,в+11.5,в позволят осуществить глубокую переработку не­ фти с преобладающим выпуском либо автобензина, либо дизельного топлива. Однако очевидно, что схема ГПН по типу 11.2,а + 11.5, в (то есть КК + ГК) обладает большей технологической гибкостью в отно­ шении регулирования потребного соотношения ДТ;Б и выпуска зим­ них или арктических сортов малосернистых дизельных и реактив­ ных топлив для сверхзвуковой авиации.

На рис. 11.6 представлен один из вариантов поточной схемы пер­ спективного НПЗ глубокой переработки сернистых нефтей. В состав этого НПЗ входят:

-комбинированная установка неглубокой переработки нефти ЛК-бу;

-комбинированная установка углубленной переработки мазута КТ-1 (без висбрекинга);

-установка деасфальтизации и деметаллизации гудрона;

-установка гидрокрекинга деасфальтированного гудрона;

-установки гидроизомеризации и селективного гидрокрекинга легкого бензина, каталитической гидродепарафинизации прямогон­

628

ной дизельной фрак- ф,™*™

ра, водорода, серы и битума.

Эта схема перс­ пективного Н П З по­ зволяет получить вы­ сокооктановые ком­ поненты автобензи­ на, такие, как изоме­ ризат, риформат, ал­ килат, МТБЭ, бензи­ ны каталитического и гидрокрекинга и се­ лективного гидрокре­ кинга, сж иж енны е

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

Глубина переработки нефти на таком Н П З составит около 90%. В мировой и отечественной нефтепереработке в настоящее вре­ мя широкое распространение получила схема ГПН с включением в

состав НПЗ процесса замедленного коксования.

При переработке газоконденсатного сырья с исключительно низ­ ким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ и металлов на перспективном Н П З представляется возможность обходиться без использования процессов вакуумной перегонки и деасфальтизации, направляя остаток атмосферной перегонки - мазут - непосредственно на установку либо гидро-, либо каталитического крекинга.

На рис. 11.7 приведена поточная схема маслоблока НПЗ топлив­ но-масляного профиля, являющаяся наиболее распространенной при получении высококачественных смазочных масел.

Концентрированные (твердые) нефтяные остатки глубокой пе­ реработки нефти (асфальты или тяжелые гудроны глубоковакуум­ ной перегонки) - наименее ценная и трудноперерабатываемая со­

629

ных остатков, образующихся при глубокой переработке нефти. Сле­ довательно, нетопливное направление использования или перера­ ботки тяжелых нефтяных остатков может позволить лишь частич­ но, а не полностью решить проблему безостаточной переработки нефти.

При решении проблемы безостаточной переработки нефти в пос­ ледние годы наблюдается тенденция к использованию отработанных в смежной топливной отрасли промышленности технологий перера­ ботки твердых горючих ископаемых. Так, из внедренных на НПЗ США, Западной Европы и Японии можно отметить следующие тер- ;модеструктивные процессы «угольного» происхождения:

"630