Глубина переработки нефти

ВВЕДЕНИЕ Нефть и нефтепродукты являются одной из основных движущих сил научно-технического прогресса, гарантией

устойчивого развития цивилизации в ближайшие два-три десятилетия.

Бензиновый фонд наших НПЗ по сравнению с западными отличается большим количеством риформатов и прямогонных фракций, что обуславливает большое содержание ароматических углеводородов и серы, более низкое октановое число.

Происшедшие за последние десятилетия изменения требований к качеству и компонентному составу автомобильных бензинов и дизельных топлив обусловлены ростом мирового парка автомобилей - основных потребителей топлив /1/.

Важнейшими из всего многообразия проблем, стоящих перед современной нефтепереработкой нужно считать следующие:

дальнейшее углубление переработки нефти,

повышение октановых чисел автобензинов,

снижение энергоемкости производств за счет внедрения новейших достижений в области тепло- и

массообмена, разработки более совершенных и интенсивных технологий глубокой безотходной и экологически безвредной переработки нефти и др.

Решение этих проблем предусматривает:

.Совершенствование основных аппаратов установок АВТ, КК, КР, ГО и др.

контактных устройств ректификационных колонн, от эффективности работы которых зависят материальные,

консорциум н е д р а

энергетические и трудовые затраты, качество нефтепродуктов и глубина переработки нефти и т.д.;

конденсационно-вакуумсоздающих систем (КВС) промышленных вакуумных колонн;

В практике фракционирования остатков атмосферной перегонки, наметилась тенденция к использованию вместо традиционных пароэжекторных вакуумных систем (ПЭВС) гидроциркуляционных (ГЦВС). Последние более сложные,

но усложнение вакуумсоздающей системы и увеличение в связи с этим капитальных затрат оправдано явным преимуществом её эксплуатации.

В качестве рабочего тела в ГЦВЦ используется дизельное топливо, получаемое на самой установке. Отказ от использования ПЭВС, а, следовательно, от использования в качестве рабочего тела водяного пара приводит к снижению нагрузки на экологическую систему, за счёт сокращения сброса химически загрязненных вод.

Углубление вакуума, обеспечиваемое применением ГЦВЦ, даёт возможность снизить температуру потока питания вакуумной колонны при сохранении и даже увеличении доли отгона, т.е. уменьшить термическое разложение сырья в трубчатых печах /2/.

трубчатых печей и теплообменно-холодильного оборудования.

. Совершенствование технологических схем. При выборе технологической схемы и режима установки необходимо руководствоваться потенциальным содержанием фракций.

. Совершенствование схем и технологии вакуумной и глубоковакуумной перегонки мазута, то есть уменьшение уноса жидкости в концентрационную секцию колонны (установка отбойников из сетки и

организация вывода затемненного тяжелого газойля);

подбор эффективных контактирующих устройств для углубления вакуума.

консорциум н е д р а

Преимущества насадочных контактных устройств перед тарельчатыми заключается, прежде всего, в

исключительно малом перепаде давления на одну ступень разделения. Среди них более предпочтительными являются регулярные насадки, так как они имеют регулярную структуру (заданную), и их гидравлические и массообменные характеристики более стабильны по сравнению с насыпными /3/.

Одним из подобных насадочных устройств является регулярная насадка «Кох-Глитч». Применение этой насадки в вакуумных колоннах позволило уменьшить наложение фракций, а также снизить расход водяного пара в куб колоны.

В 2005 году в США и Западной Европе будут введены более жесткие ограничения на содержание ароматических углеводородов и серы в товарных бензинах, что создаст дополнительные трудности для производства высококачественных бензинов. Для производства реформулированных бензинов нужно увеличивать мощность процессов изомеризации, алкилирования и получения оксигенатов, уменьшив, таким образом, содержание компонентов каталитического риформинга в общем бензиновом фонде.

Более того, усилия специалистов мира сегодня направлены на создание новых катализаторов каталитического риформинга, способных обеспечить минимальное содержание бензола в бензиновой фракции /4/.

Получение товарного дизельного топлива с новыми показателями качества возможно с помощью процесса гидрокрекинга. Для снижения содержания серы и ароматики в прямогонных и вторичных компонентах дизельных топлив может быть предложен ряд технологий, позволяющих углубить реакции гидрирования вышеперечисленных соединений, а также улучшить низкотемпературные свойства топлив посредством каталитической депарафинизации /5/.

На сегодняшний день нефтеперерабатывающая промышленность имеет значительные возможности снижения энергозатрат. Одна из них - использование вторичной тепловой энергии. Около 50 % затрат на производство

консорциум н е д р а

нефтепродуктов составляют энергозатраты. Среди оборудования НПЗ наибольшее количество энергии потребляют технологические печи (50% общей потребляемой тепловой энергии). Таким образом, рост эффективности этого оборудования способствует экономии энергии и уменьшению загрязнения окружающей среды.

Кроме того, НПЗ имеет значительные ресурсы для самообеспечения электроэнергией, технологическим паром и горячей водой. Стратегия энергосбережения и обеспечения энергоносителями должна разрабатываться на базе современных энергетических технологий, предусматривающих утилизацию вторичных энергоресурсов и отходов переработки нефти, повышение эффективности технологических печей.

Для этого необходимо рационально организовать работу наиболее мощных печей основных технологических установок: АВТ, КР, ГО и др. /6/.

Снижение энергопотребления это не только техническая или экономическая задача, но и успешное решение экологической проблемы, уменьшение вредных выбросов в окружающую среду, сохранение здоровья людей /7/.

Коррозия оборудования - еще одна не менее важная проблема. Наличие в поступающей на переработку нефти хлоридов (как неорганических, так и органических) и соединений серы приводит вследствие их гидролиза и крекинга при прямой перегонки нефти к коррозии оборудования, главным образом конденсаторов и холодильников /8/.

Имеющиеся ингибиторы коррозии не универсальны, поскольку у них есть ряд недостатков (неприятный запах, являются высокотоксичными соединениями и достаточно дорогими продуктами). Однако в настоящее время разработан новый ингибитор коррозии - водный раствор полигексаметиленгуанидингидрата (ПГМГ  Н2О). Этот ингибитор не имеет вышеперечисленных недостатков /9/.

Только с подъемом нефтеперерабатывающей промышленности нефтяной комплекс обретет необходимую

консорциум н е д р а

устойчивость и сможет стать одной из ведущих наукоемких отраслей отечественной экономики, конечно, все вышеперечисленные проблемы нельзя решить без рычагов государственного регулирования /4/.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТИ, ФРАКЦИЙ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

1.1ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТИ Выбор технологической схемы переработки нефти в большой степени зависит от её качества. Данные о

Ольховской нефти, взяты в справочной литературе. Показатели качества нефти представлены в таблицах.

Таблица 1.1-Показатели качества Ольховской нефти

Таблица 1.2-Потенциальное содержание фракций в Ольховской нефти

консорциум н е д р а

Таким образом, для достижения требуемой выработки светлых фракций (не менее 80 % мас.) в поточной схеме переработки нефти необходимо предусмотреть установки гидрокрекинга и каталитического крекинга. Также нужны соответствующие установки, чтобы выработать сырье для нефтехимии (не менее 6 % мас.).

1.2ХАРАКТЕРИСТИКА УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ Углеводородные газы, выделенные из Ольховской нефти целесообразно разделять совместно с газами установок

гидроочистки топлив и каталитического риформинга с целью получения сухого газа (С1 - С2), пропана, бутана и изобутана, или смеси пропана с бутанами.

Таблица 1.3 - Состав и выход газов на нефть

консорциум н е д р а

Ольховская нефть содержит в основном пропан и н-бутан, а также некоторое количество и-бутана и этана.

Содержание этана в рефлюксе: 0,0252*100/3,6=0,7%

Содержание пропана в рефлюксе:0,9936*100/3,6=27,6%

Смесь тяжелых газов можно получить в жидком состоянии в емкости орошения стабилизационной колонны в виде рефлюкса. Использовать его можно как товарный сжиженный газ, т.к. содержание этана в нем будет ниже нормы (>5%),

направить на ГФУ или применять в качестве сырья для процесса пиролиза. 1.3 ХАРАКТЕРИСТИКА БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ

Бензиновые фракции являются сырьем для производства изомеризата, изопентана, бензола, толуола, ксилолов,

бензина каталитического риформинга и газообразных олефинов.

Таблица 1.4 - Характеристика бензиновых фракций

Фракцию 70-1800С необходимо отправить на каталитический риформинг для повышения ОЧ или для получения ароматики.

Фракию нк-700С можно использовать как сырье для процесса изомеризации.

консорциум н е д р а

1.4 ХАРАКТЕРИСТИКА ДИЗЕЛЬНЫХ ФРАКЦИЙ Дизельные фракции применяются как компоненты товарных дизельных топлив и как сырье для процесса

пиролиза.

Таблица 1.5 - Характеристика дизельных фракций

Эти фракции не отвечают требованиям стандарта по содержанию серы. Для доведения данного показателя качества до норм стандарта в схеме нужна установка гидроочистки дизельного топлива.

1.5 ХАРАКТЕРИСТИКА ВАКУУМНЫХ ДИСТИЛЛЯТОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ Вакуумные дистилляты являются сырьем для производства топлив. Будем характеризовать свойства узких

фракций, выкипающих условно в пределах 360-420 0С, 420-450 0С, 450-500 0С. Часть этих фракций можно применять как компоненты газотурбинного топлива, а другую часть как компоненты сырья каталитического крекинга или висбрекинга.

Таблица 1.6- Характеристика вакуумных дистиллятов

консорциум н е д р а

Таким образом, фракция 360 - 5000С является сырьем для установок каталитического крекинга и гидрокрекинга. 1.7 ХАРАКТЕРИСТИКА ОСТАТКОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ Нефтяные остатки, выкипающие при температуре выше 500 0С, следует рассматривать как компоненты котельных

топлив и как сырье для таких процессов, как деасфальтизация с последующим гидрокрекингом, коксование, висбрекинг,

процесс ART, гидроочистка, производство битума.

В схеме топливно-химического производства необходимо предусмотреть производство нефтяных битумов,

используя современные технологии их получения из любого сырья.

Таблица 1.8 -Характеристика остатков

Остатки из-за пониженной вязкости (0ВУ<16) могут быть применены в качестве котельного топлива без их переработки на установке висбрекинга.

2

консорциум н е д р а