Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Получение товарных нефтепродуктов из прямогонных нефтяных фракций и остатков. Монография
.pdf
мощных подмножеств – А, В и С, характеризующиеся по стоимости от
более дорогостоящего к менее дорогостоящему запасу. Анализ XYZ
такое же разбиение всей номенклатуры на 3 неравномощных подмножеств Х, Y и Z, только характеризуются они по объему и темпу потребления. Группе Х принадлежат запасы, спрос на которые стабилен.
К группе Y относятся запасы, спрос на которые колеблется. Запасы испрос на которые спрогнозировать практически невозможно, относятся
к группе Z.
Итогом вышеописанных методов классификации является выявление комбинаций: AX, BX, CX, AY, BY. Запасы, относящиеся к группе АХ, ВХ, являются важными и часто используемыми на производстве и самыми дорогими в денежном выражении. К группе АZ относятся запасы так же часто используемые, но они не являются дорогостоящими. Спрос на запасы группы ВХ, ВY колеблется, но они сопоставимы в стоимостном выражении с этой группой А. Группа ВZ состоит так же из запасов, спрос на которые колеблется, но является менее дорогостоящей. Группа С менее важная группа, так как эти запасы
используются редко и спрос на них сложно спрогнозировать.
Вторым шагом на пути решения проблемы оптимизации размера
заказываемой партии является определение стратегии управления запасами вспомогательных материалов. Стратегия управления запасами
вспомогательных материалов, входящих в комбинацию АХ и АY, заключается в том, что текущий запас на складах необходимо тщательно
контролировать и максимально точно рассчитывать оптимальный размер заказа партии. Стратегией управления запасами для комбинации
AZ является контроль состояния запасов вспомогательных материалов
в обычном режиме; при этом фиксируются моменты подачи заказа
партии. Стратегическим управлением для комбинации ВХ, ВY и ВZ
является так же контроль состояния запасов вспомогательных материалов в обычном режиме, но заказ очередной поставки партии производится по мере возникновения потребности в запасах этих материалов.
Менее жесткая стратегия управления у комбинаций СХ, СY и СZ. Для
них контроль запасов проводится в определенные периоды времени и
заказ партии производится по мере возникновения потребности [16].
Для вспомогательных материалов комбинации АХ, AY целесообразно использовать модель управления с критическими уровнями,
такой, как двухуровневая модель. Применение этой модели ориентировано на ситуацию со значительными затратами на содержание запасов и их пополнение. В этой системе потери от дефицита существен-
21
ны. Заявка на поставку запасов выполняются с условием, что запасы
на складе в момент проверки оказались равными или меньше установленного критического уровня. Размер заказа рассчитывается так, чтобы поставка пополнила запасы до максимального уровня. Таким образом, управление запасами в рассматриваемой системе осуществляется
по двум их уровням, что и обусловило ее название.
Для комбинации AZ желательно применить модель с фиксированным уровнем запасов (с фиксированной периодичностью заказа).
Данная модель основана на фиксированных моментах подачи заказа
(неделя, декада, месяц) посредством проведения инвентаризации
остатков. В данной модели через определенные промежутки времени
проводится проверка состояния запасов. Если после проверки было
реализовано какое то количество товара, то подается заказ. Он равен
разности между максимальным уровнем запасов и фактическим уровнем запаса на момент проверки. Следовательно, применять эту модель
нужно тогда, когда есть возможность заказывать партии различные по
величине.
Например, в случае контейнерной или повагонной доставки товаров эта модель неприемлема. Кроме того, модель не применяют, если доставка или размещение заказа обходится дорого в денежном эквиваленте. Еще одной особенностью модели является то, что она допускает возникновение дефицита. Если спрос резко увеличится, то запас товара закончится до наступления срока подачи заказа. Это означает, что система применима, когда возможные потери от дефицита для
предприятия неощутимы.
Для вспомогательных материалов остальных комбинаций рекомендуется использовать периодические модели управления запасами,
такие как: модель с фиксированным размером заказа; модель с постоянной интенсивностью поступления заказа; модель оптимального размера заказа с количественными скидками.
В модели с фиксированным размером заказа размер заказа на
пополнение запаса является величиной постоянной. Интервалы времени, через которые производится заказ партии и размещение заказа,
в этом случае могут быть разные. В качестве переменной величины
принимается время заказа. Заказ на поставку очередной партии подается при уменьшении размера запаса на складе до установленного порогового уровня – точки заказа.
Интервалы между поставками очередных партий на склад зависят от интенсивности расхода (потребления) материальных ресурсов.
22
После подачи очередного заказа запас продолжает уменьшаться, так
как заказ выполняется не сразу, а через какой-то промежуток времени.
Эта модель применяется в случаях, если условия поставки позволяют
получать заказы различными по величине партиями; расходы по размещению заказа и доставке сравнительно невелики; потери от возможного дефицита несущественны.
По модели с постоянной интенсивностью поступления заказа,
продукт доставляется в определенный промежуток, с некоторой временной постоянной. Заказ на поставку ресурсов, формируется после
каждой проверки склада, с определенной периодичностью (от одного
дня до нескольких недель). Этот метод применяется для закупки дешевых и быстро потребляемых товаров.
Модель оптимального размера заказа с количественными скидками является разновидность модели с фиксированным размером заказа. Эта модель применяется для тех товаров, на которые поставщик
может предложить скидку. Покупателю же необходимо сравнить значения общих издержек со скидкой и без скидки и выбрать поставку
с минимальными затратами.
Вторым выходным параметром управления запасами вспомогательных материалов являются затраты на хранение и транспортировку
партии. Затраты на хранение запаса представляют собой расходы на
содержание запаса на складе. Затраты подразделяются на постоянные
и переменные [17].
Постоянные затраты не зависят от объема хранимого запаса и
включают в себя:
1) страхование складского помещения;
2) оплату налогов на имущество;
3) расходы, связанные с содержанием складских помещений,
том числе затраты на освещение, отопление, охрану, а также на ремонт
складских помещений и т. п.
Переменная составляющая затрат на хранение прямо пропорци-
ональна объему хранимого запаса и состоит из издержек по страхова-
в
нию запасов, потери от порчи хранимых запасов, затраты на содержания персонала и т.д.
Затраты на транспортировку могут входить в стоимость контракта, т. е. заключается договор на условиях DDP международных
правил торговли ИНКОТЕРМС, что соответствует схеме на
ПАО «ТАНЕКО». Таким образом затраты на транспортировку для
компании-заказчика будут нулевыми, но они могут перетекать в стои-
23
мость единицы заказываемого товара. Число заказов в год, критический уровень запасов вспомогательных материалов зависит от объема
заказанной партии.
Третьим определяемым параметром системы управления является производственный цикл. Он характеризует период полного оборота вспомогательных материалов в составе оборотных активов. Они используются для обеспечения производственного процесса, начиная
с поступления на предприятие определенного или всех видов оборотных активов (сырье, материалы, полуфабрикаты) и заканчивая моментом отгрузки изготовленной из них готовой продукции покупателям.
Однако оборачиваемость сильно зависит от отраслевых особенностей. Анализ затрат на производство ПАО АНК «Башнефть»,
ПАО «Татнефть», ПАО «Лукойл» и ПАО «Сургутнефтегаз» показывает, что нефтеперерабатывающее производство по характеру используемых ресурсов является материалоемким и характеризуется высоким
уровнем коэффициента оборачиваемости оборотных активов.
Большое влияние на ускорение оборачиваемости оборотных
средств оказывает внедрение достижений научно-технического прогресса и организация материально-технического снабжения и сбыта,
которая предопределяет величину реализованной продукции.
Но в настоящее время для многих предприятий существенной проблемой является недостаток оборотных средств.
Это особенно характерно для новых нефтеперерабатывающих
заводов, так как большая доля денежных средств уходит на закупку и
внедрение новых установок. Так, в ПАО «Танеко» удельный вес внеоборотных активов на отчетный период составил 93,5 %, а доля основных средств – 91,1 % [18].
Таким образом, адекватная система управления материальными
запасами и, в том числе, ее подсистема управления вспомогательными
материалами влияет на формирование производственных затрат
нефтеперерабатывающего завода. При этом структура себестоимости
продукции на отдельных технологических процессах существенно
различается и зависит от особенностей их протекания. Так, в процессах первичной переработки нефти особенно велик удельный вес затрат
на сырье и материалы. Во вторичных процессах возрастают затраты на
катализаторы, энергию, амортизацию.
Одним из главных механизмов системы управления запасами,
который необходимо внедрить в работу всех элементов, состоит в реализации принципа обратной связи. Суть этого принципа заключается
24
в том, что если руководящее звено системы оказывает управляющее
воздействие на ее рабочий элемент, то в системе должна существовать
«обратная связь», которая обеспечивает поступление данных о новом
состоянии всей системы, и оценивает результативность ее функционирования.
Поэтому в системе управления связь между управлением и
управляемыми объектами (реагентное хозяйство, склад катализаторов
и реагентов в таре) указана в виде двойных стрелок (рис. 1.13) [16].
Основной целью в управлении запасами вспомогательных материалов является достижения равенства объемов производства и объемов запасов в складских помещениях. Система управления запасами
в конечном итоге должна дать ответ минимум на два вопроса:
1. Какое количество вспомогательных материалов заказывать?
2. Когда заказывать? [19
Приведенные выше методы оптимизации системы управления
вспомогательными материалами носят универсальный характер и являются первым шагом на пути к оптимальному решению поставленной задачи [20].
].
Гла в а 2
ТЕРМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ
2 .1. Висбрекинг нефтяных остатков
По объемам первичной переработки нефти Россия находится на
втором месте после США. Однако по мощности термодеструктивных
процессов она уступает ведущим государствам. Глубина переработки
нефти в нашей стране в среднем составляет около 82 %, тогда как
в Западной Европе – 87 % , а в США – 95 %. Перед нефтепереработкой
России стоит задача по углублению переработки нефти до 85–90 %
к 2020 г. , ч то я вл яе т с я э н ер г ет и че с ко й с т р ат ег и е й Ро с с и и д о 2 0 20 год а.
Угл убле ние переработки нефти в России будет исходить из
наличия сырья для загрузки мощностей процессов, которые приведут
к углублению переработки и освоению новых технологий для глубокой переработки нефтяных остатков. Если исходить из особенностей
ТЭК страны, технологическая структура мощностей переработки
формировалась без полноценного развития процессов, которые увеличили бы глубину переработку нефти и улучшили бы качество продукции. Доля углубляющих процессов в России примерно 20 % от объема
переработки нефти, а в США – более 73 %. Отстают в развитии и те
процессы, которые улучшали бы качества нефтепродуктов, такие как
алкилирование, изомеризация, производство оксигенатов.
Повысить глубину переработки возможно за счет более интенсивного развития деструктивных процессов переработки тяжелого углеводородного сырья с получением ценных топливных и нефтехимических продуктов [1]. К таким процессам относятся термические, каталитические и гидрогенизационные методы переработки тяжелого
углеводородного сырья, в частности мазута, гудрона и др. Проводимые
оценки показывают, что для достижения планируемых показателей
нефтепереработки необходимо кроме строительства на НПЗ России
дополнительного количества каталитических установок (каталитического крекинга с предварительной гидроочисткой вакуумного газойля
и установок гидрокрекинга), но также необходимо расширять мощности термических процессов, таких как висбрекинг, коксование [2].
К термическим процессам можно отнести такие процессы, в которых происходит химическое превращение сырья. Катализаторы
26
в этом случае не применяются. Процесс висбрекинга – это термический процесс, способный косвенно привести к углублению переработки нефти. Доля висбрекинга от первичной переработки составляет
около 10 %, что сравнительно больше, чем доля других углубляющих
процессов (например, доля каталитического крекинга от первичной
переработки составляет порядка 7 %, а доля процесса замедленного
коксования – порядка 3,0 %) [3].
Висбрекинг проводят в более мягких условиях, чем термический крекинг; молекулярная масса сырья выше, следовательно, и ниже
термическая стабильность, а также оно легче крекируется. Температура процесса обычно находится в пределах 440–470 °С (в отдельных
случаях может достигать 500 °С), давление составляет 1,4–2,5 МПа.
Возможности висбрекинга по увеличению выработки светлых
нефтепродуктов ограничены требованиями к качеству получаемого
остатка. Степень превращения сырья в этом процессе минимальная;
отбор светлых нефтепродуктов из гудрона как правило не превышает
5–20 %, а из мазута – 16–22 %. При этом получается более 75 %
условно непревращенного остатка, находящего применение в качестве
котельного топлива [4].
Чтобы получить котельное топливо из гудронов, не перерабатывая их, требуется большое количество дистиллятных разбавителей.
Поэтому висбрекинг может рассматриваться как наиболее подходящий
процесс для снижения вязкости, что уменьшает расход разбавителей
на 20–25 % мас.
Главной экономической составляющей применения процесса
висбрекинга является высвобождение вакуумного газойля и средних
дистиллятов, ранее используемых в производстве товарного мазута в
качестве разбавителей для достижения необходимой вязкости котельного топлива [5]. Сырьем для висбрекинга является гудрон, но также
можно перерабатывать тяжелые нефтии мазут [6].
В ходе постоянного развития процесса висбрекинга глубина конверсии сырья увеличилась и одновременно уменьшился выход котельного топлива. Если установку висбрекинга дополнить вакуумными колоннами, то резко увеличивается выход дистиллятных фракций и уменьшается выход остатка висбрекинга – до 50–60 % мас. на сырье [7].
Для уменьшения выхода крекинг-остатка используются схемы,
где процесс висбрекинга комбинируется с вакуумной перегонкой и
термическим крекингом. По данной схеме выход дизельной фракции
27
увеличивается примерно до 23 %, а производительность по крекингостатку уменьшается до 66 %.
В зависимости от назначения процесса выбирают технологическую схему висбрекинга. Есть схемы для получения наибольшего количества котельного топлива при наименьшем выходе бензина и газа.
Также есть схемы, которые обеспечивают максимальный выход легких
дистиллятов (дизельного топлива). За рубежом функционируют несколько вариантов установок висбрекинга. Они спроектированы ведущими фирмами, такими как Shell, Lummus и ФИН.
Самый простой способ производства котельного топлива – в печи с сокинг секцией (камерой). При применении выносной реакционной камеры движение продуктов в процессе организовано снизу вверх,
в отличие от традиционного термического крекинга, что увеличивает
пребывание жидкой фазы в зоне реакции, и это, соответственно, ведет
к более углубленному превращению поступающего сырья.
Сложные схемы могут содержать несколько глубоковакуумных
блоков: первый – для проведения вакуумирования сырья, а второй –
для вакуумирования крекинг остатка. Если включить два вакуумных
блока, то наблюдается самая высокая степень выхода дизельного топлива, примерно 30 %, а вязкость крекинг-остатка при этом уменьшается в 10 раз. Если работать по такой схеме, в которой вакуумные дистилляты из блока глубоковакуумной перегонки сырья и из блока вакуумной перегонки остатка, находящиеся в смеси с тяжелым газойлем,
подвергаются термическому крекингу в печи, то в этом случае увеличивается выход бензина, газа и средних дистиллятов, а также уменьшается температура застывания котельного топлива [7].
Решениями для процесса висбрекинга занимаются многие зарубежные фирмы, такие как Shell, Lummus, Kellog, UOP, FosterWheellerKBR, Chiyoda и др. Разработками технологии процесса висбрекинга занимаются также ведущие научно-исследовательские институты
России.
За последнее время висбрекинг подвергся различным изменениям. Разработчиками предложены различные варианты висбрекинга [2].
Одним из новых решений висбрекинга является каталитический
висб-рекинг в присутствии водяного пара. Лицензиаром является фирма PDVSA-INTERVER-UOP [2, 7]. Данный процесс называется Aquaconversion. Он отличается от простого висбрекинга большим выходом
дистиллятных фракций; при этом сохраняются низкие капитальные затраты. В печи остаточное сырье нагревают до температуры термическо-
28
го крекинга, в этом случае реакции полимеризации и конденсации подавляются. Достигается это за счет мягкого гидрирования образовавшихся в ходе процесса радикалов. За счет переноса водорода из малого
количества воды (пара), добавляемой к сырью в присутствии активного
катализатора происходит гидрирование. В процессе достигается большая глубина превращения, в ходе которого асфальтены не осаждаются.
Также происходит отделение активного катализатора в блоке рекуперации с дальнейшим возвращением его в сырьевую линию.
Одной из перспективных модификаций висбрекинга является
японская технология компании ToyoEngineeringCorporation и MitsuiChemicals. Использование данной технологии позволяет увеличить
конверсию сырья.
Предприятия Французского института нефти совместно с французскими фирмами ELF и Total разработали висбрекинг без водорода,
а также гидровисбрекинг и каталитический гидровисбрекинг.
Донорно-сольвентный висбрекинг – HDDV разработала компания Exxon, а донорно-сольвентный висбрекинг – DSV разработала
компания Lurgi [2].
Среди отечественных установок можно выделить «ВисбрекингТЕРМАКАТ», которая обеспечивает наибольшую конверсию мазута
в бензино-дизельные фракции. «Висбрекинг-ТЕРМАКАТ» позволяет
управлять процессом термополиконденсации, что дает возможность
получать дорожные битумы высокого качества. Выход битума может
изменяться в пределах от 15 до 40 %, а выход бензино-дизельной
фракции составляет примерно 55–80 %. Это зависит от содержания
асфальтенов в нефти [8].
В развитии висбрекинга в нашей стране и за рубежом определились два основных направления:
1. «Печной», так называемый «змеевиковый» висбрекинг (или
висбрекинг в печи с сокинг – секцией), в котором высокая температура –
480–500 °С сочетается с коротким временем пребывания – 1,5–2 мин.
2. Висбрекинг с выносной реакционной камерой (сокерной), который, в свою очередь, может по способу подачи сырья в реактор делится на:
– висбрекинг с восходящим потоком сырья;
– висбрекинг с нисходящим потоком сырья.
В висбрекинге второго типа требуемая степень конверсии достигается при более мягком температурном режиме 430–450 °С и более
длительном времени пребывания сырья в зоне реакции 10–15 мин [6].
29
Выносная реакционная камера позволяет снизить температуру
процесса на 40–50 °С и увеличить в 2–3 раза пробег установки
висбрекинга [9]. Особенность выносного реактора заключается в том,
что его размеры оптимизированы по времени нахождения сырья с учетом гидравлических характеристик двухфазного газо-продуктового потока, проходящего через реактор. Преимущество висбрекинга с выносной реакционной камерой заключается в том, что его производительность среди установок висбрекинга самая большая при наименьшей стоимости. Печные установки висбрекинга можно реконструировать в установки с реакционной камерой.
В отличие от реакционных камер, которые применяются на различных установках термического крекинга, когда продукты реакции
проходят сверху вниз, в сокинг-камере висбрекинга используется восходящий поток. Это дает возможность в разы увеличить время нахождения жидкой фазы в зоне реакции, а также приводит к увеличению
степени превращения сырья. Камера заполняется парожидкостной
смесью. Жидкость составляет 40–80 %, а размеры пузырьков пара
обычно достигают примерно 3–15 мм.
Диаметр камеры обычно в среднем 1,5–2,5 м, а ее объем составляет 15–75 м3. Камера при этом является необогреваемой. Реакции,
протекающие в ней, эндотермичные. Разница температур между входом продукта и выходом продукта, составляет примерно 20 °С. Время
нахождения жидкой фазы в реакционном змеевике составляет 1,5–
2,5 мин, а в реакционной камере – 10–15 мин.
Малый объем камер с восходящим потоком, которые применяются на установках висбрекинга, обусловливают относительно большие линейные скорости и малые отложения кокса. В некоторых случаях, чтобы снизить скорости отложения кокса в камерах с восходящим
потоком размещают различные перегородки для уменьшения обратной
циркуляции жидкости.
Висбрекинг с реакционной камерой, по сравнению с печным,
имеет определенные преимущества:
газов;
– уменьшение капитальных затрат примерно на 10–15 %;
– малый размер печи;
– малые размеры оборудования для утилизации тепла дымовых
– относительно низкий перепад давления в печи;
– небольшой расход топлива;
– относительно большие выходы;
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]