Ahmetov_Pererab_nefti
.pdf
|
|
|
|
|
) 4 |
ȡǮȞȜȒȡȘȠȩ |
|
|
|
|
Ǟǭ |
ǬȓȢȠȪ |
ǫȍȕȡȠ |
$ |
DZǞǣǣ |
Ǫǡǩ |
|
|
|
|
ȡǪǩ |
|
|
|
|
|
|
|
Ǭ |
|
|
|
|
|
$ |
ǩǪǞDzǰ
ǞǡdzDz
ǰȓȞȍ
ǰ oǰ ǰ ǰ
ǰ
ǩǯțȍǟȓțȕȖț
ǣȖȕȓșȪțȜȓ ȠȜȝșȖȏȜ
ǫȍșȜȟȓȞțȖȟȠȜȓ
ȠȓȣțȜșȜȐȖȥȓȟȘȜȓ
ȠȜȝșȖȏȜ
Рис. 10.4. Блок-схема перспективного НПЗ глубокой переработки сернистой нефти
291
292
ЛК-6у |
|
|
|
|
H2S |
КЛАУС |
|
Сера |
|
|
|
|
|
|
|||
Нефть |
Мазут |
6у |
АДДТ |
ЛГК |
|
|
С1–С2 |
|
Продукты |
>350 |
|
|
С3 |
||||
|
|
|
- ЛК |
|
АО |
|
АГФУ |
|
|
|
|
|
|
|
Н2 |
|
С4 |
|
|
|
|
|
|
Бензин ЛГК |
||
|
|
|
|
|
|
|
Дизельное |
|
|
|
|
|
|
|
|
топливо |
|
|
|
|
|
|
>350 |
|
∑С 3 |
Алкилаты |
|
|
|
|
|
КК |
∑С 4 |
} и МТБЭ |
л. газойль |
|
Бензин КК |
|
||
|
(н.к. – 195 |
|
|
|
|
т. газойль |
|
|
Рис. 10.5. Блок-схема перспективного НПЗ БОП сернистой нефти с выработкой max АБ
Сера |
2 |
|
|
С С С |
|||
|
–С |
3 |
4 |
|
1 |
КЛАУС |
АГФУ |
|
|
S |
АО |
2 |
|
H |
|
ЛК-6у
Бензин ГК |
Дизельное топливо |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГК
Н 2
ТАДД
>350˚C
Мазут
Нефть
ПродуктыЛК-6у
Рис. 10.6. Блок-схема перспективного НПЗ БОП сернистой нефти с выработкой max ДТ
293
|
|
|
|
|
Бензин на КР Дизельное топливо |
|
|
|
кокса |
Сера |
2 |
|
|
62...85 ˚С |
Термогазойль |
|
Кокс игольчатый |
получениемМТ и игольчатого |
|
–С |
3 |
4 |
|
||||||
1 |
|
||||||||
С |
С |
С |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ЗК |
|
с |
|
|
АГФУ |
|
|
|
|
|
сернистой нефти |
|
КЛАУС |
|
|
|
|
ТКДС+ВП |
>500˚C |
|
||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
АО |
|
|
ГО |
>350˚C |
|
|
глубокойперераб. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
S |
|
|
|
|
|
ПЕК |
|
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
H |
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
Н |
ТАДД |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
НПЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛК-6у |
|
>350˚C |
|
|
|
-схема перспективного |
||
|
|
Мазут |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Нефть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Блок |
ПродуктыЛК-6у |
|
|
|
|
Рис. 10.7. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
294
Таблица 10.3 — Сравнительные характеристики блок-схем НПЗ
при переработке сернистой нефти
Выход н. п., % мас. |
Рис. 10.1 |
Рис. 10.2а |
Рис. 10.2б |
Рис. 10.3 |
Рис. 10.4 |
Рис. 10.5 |
Рис. 10.6 |
Рис. 10.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МТ |
42,7 |
60,6 |
64,9 |
70,5 |
61,4 |
77,8 |
81,4 |
50,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в т. ч. |
15,6 |
28,3 |
20,4 |
31,4 |
19,3 |
31 |
25,9 |
19,7 |
|
АБ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДТ |
27,1 |
32,3 |
44,5 |
39,1 |
42,1 |
46,8 |
55,5 |
30,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КТ |
49,0 |
25,1 |
24,2 |
7,3 |
— |
— |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Технол. топливо |
— |
— |
— |
— |
22,8 |
— |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
термогазойль |
— |
— |
— |
— |
— |
2,1 |
— |
20,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кокс |
— |
— |
— |
5,8 |
— |
— |
— |
— |
|
электродный |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кокс |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
2,85 |
|
игольчатый |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
295
Лекция 39. Современные проблемы производства высококачественных моторных топлив
Осн. тенденции произв-ва АБ. Мир. произ-во АБ по состоянию на 2000 г. составило 953 млн т/год. Предполагается, что несмотря на высокие темпы роста автомобильного парка в мире (ежегодно на 10 млн шт.), потребление АБ
вближайшие годы сохранится на нынешнем уровне за счет существенного повышения топливной экономичности автомобилей, перевода части автотранспорта на альтернативные источники топлива и ускорения дизелизации.
Главенствующей до последнего времени тенденцией
вразвитии произв-ва АБ являлось непрерывное повышение их ДС (в двигателестроении — увеличение степ. сжатия), что способствовало существенному улучшению технико-экон. показателей экспл. транспортных средств. в то время, когда уровень ОЧ выпускаемых АБ был не столь высок, как в наст. время, повышение ДС достигалось относительно легко за счет использования сравнительно дешевых термодеструктивных процессов и КК. Однако для послед. повышения ДС до совр. высокого уровня потребовалось развивать в нефтеперераб. более дорогие энергоемкие КП, такие как КР, алк-е, ИЗ и т.д., в которых, кроме того, происходит снижение ресурсов АБ. Естественно, затраты на такие процессы в нефтеперераб. должны окупаться экономией средств потребителей за счет применения ВО бензинов. Следовательно, оптимальные значения ДС АБ будут определяться уровнем химизации и технологии процессов нефтеперераб., а также мир. ценами на нефть.
Наиб. массовым в России в наст. время явл. АБ А-76. В перспективе будет преим. развиваться произ-во АИ-93 (или АИ-92) и АИ-95.
Сцелью улучшения транспортной обеспеченности населения страны предусматривается знач. увеличение выпуска автомобилей преим. повышенной топливной экономичности: грузовых спецмашин меньшей грузоподъемности, легковых ср. (ВАЗ-21-08, ВАЗ-21-09), малого и особо малого классов («Таврия», «Ока» и др.) и ряд др. мероприятий по оптимизации структуры автопарка.
296
В связи с ужесточением экологических требований во мн. странах мира приняты законодательные акты по запрещению применения свинцовых антидетонаторов в АБ. Совр. автомобили должны удовлетворять жестким экологическим нормам токсичности выхлопных газов (табл. 10.4), а АБ и ДТ для их ДВС должны выпускаться по нормам Европейского союза и США (табл. 10.5).
Таблица 10.4 — Нормы предельно-допустимых
выбросов в странах ЕС
(для легковых автомобилей весом 1250 кг), г/км
|
Год |
|
БД |
|
|
|
ДТ |
|
Нормы |
введения |
СО |
СmНn |
NO |
CO |
CmHn |
NO |
Твердые |
|
ЕС (РФ) |
|||||||
|
частицы |
|||||||
|
|
|
|
* |
|
|
* |
|
Евро-1 |
1993 (1999) |
2,72 |
0,97* |
2,72 |
0,97* |
0,14 |
||
Евро-2 |
1996 (2006) |
2,2 |
0,5* |
1,0 |
0,67* |
0,08 |
||
Евро-3 |
2000 (2008) |
1,5 |
0,17 |
0,14 |
0,6 |
0,06 |
0,5 |
0,05 |
Евро-4 |
2005 (2010) |
0,7 |
0,08 |
0,07 |
0,47 |
0,05 |
0,25 |
0,05 |
* Сумма СmНn и NO.
Таблица 10.5 — Основные показатели качества
автобензинов и дизельного топлива ЕС
Показатели |
Евро-2 |
Евро-3 |
Евро-4 (2005 г.) |
|
(1996 г.) |
(2000 г.) |
|||
|
|
|||
|
Автобензины: |
|
||
|
|
|
|
|
Содержание, не более: |
|
|
|
|
бензола, % об. |
5 |
1 |
1 |
|
аренов, % об. |
– |
42 |
30 |
|
серы, % мас. (ppm) |
0,05 (500) |
0,015 (150) |
0,003…0,001 (30…10) |
|
олефинов, % мас. |
– |
18 |
14 |
|
кислорода, % мас. |
– |
2,3 |
2,7 |
|
|
Дизельные топлива: |
|
||
ЦЧ, не менее |
– |
– |
51 |
|
Содержание, не более: |
|
|
|
|
ПАУ, % |
|
|
11 |
|
серы, % |
|
|
0,035 |
297
Как видно из табл. 10.5, характерной особенностью перспективных зарубежных бензинов явл. низкое содерж-е в них аренов (<30%, в т.ч. бензола <1%), что считается признаком высокого кач-ва по таким показателям, как склонность к нагарообразованию, калильное зажигание, коэф. равномерного распределения ДС по фр-ям, ОЧ смешения, и пр.вс. по экологичности. Низкое содерж-е аренов при высокой ДС бензинов достигается знач. большим, чем в бывш. СССР,
вовлечением в их компонентный состав алкилата и бензинов КК, характеризующихся знач. содерж-ем ВО изоалканов (табл. 10.6).
Таблица 10.6 — Компонентный состав автобензинов
России, США и Западной Европы
Показатель (данные 1999 г.) |
Россия |
США |
Западная |
|
Европа |
||||
|
|
|
||
Общий объем бензинового фонда, |
|
|
|
|
млн т/год |
24 |
330 |
130 |
|
Компонентный состав, % об.: |
5, 7 |
7 |
5 |
|
бутаны |
||||
риф-т |
54,1 |
34 |
48,2 |
|
фр-и КК |
20 |
35,5 |
27 |
|
ИЗ |
1,5 |
5 |
5 |
|
алкилат |
0,3 |
11,2 |
5 |
|
оксигенаты |
0,2 |
3,6 |
2 |
|
бензин прямой перегонки и ГК |
13,3 |
3,1 |
7,3 |
|
фр-и термол. процессов |
4,97 |
0,6 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
ОЧ: (ОЧИМ + ОЧММ)/2 |
82 |
89 |
88 |
|
|
|
|
|
|
Содерж-е: |
|
|
|
|
свинца, г/л |
0,25 |
00 |
|
|
серы, % мас. |
0,1 |
0,03 |
0,02 |
|
аренов (общее), % об. |
42 |
31 |
39 |
Всоставе отеч. ВО бензинов преобладает риф-т, что
иобусловливает повышенное содерж-е в них аренов. В совр. ГОСТах России не предусмотрены ограничения по содерж-ю аренов и требованию равномерности распределения ДС по фр-ям бензинов. Установлено, что экспл. АБ с ограниченным содерж-ем аренов (<30%) и с равномерным распределением ДС по фр-ям позволяет несколько понизить уровень ОЧ
итем самым расширить ресурсы бензинов, а также существенно улучшить их экологическое кач-во.
298
Для решения проблемы снижения содерж-я аренов, бензола и олефинов в товарных АБ до стандартов ЕС для нефтеперераб. комплекса России потребуется ускоренное внедрение процессов произв-ва неароматизированных ВО компонентов, пр.вс. процессов ИЗ головных фр-й бензинов, ГК, КК, СГК, а также произв-в оксигенатов и присадок.
Нек-рые тенденции произв-ва ДТ. Мир. произ-во ДТ в 2005 г. составило более 1 млрд т/год.
По объему произв-ва ДТ бывш. СССР занимал I место
вмире. По кач-ву отеч.е ДТ соответствуют лучшим зарубежным образцам.
Основу отеч. ДТ составляют прямогон-ные дистилляты, причем ок. половины из них приходится на долю гидроочищенных фр-й. Дистилляты вторичного происхождения используются в незнач. кол-вах (в частности, ок. 3% приходится на долю ЛГ КК). Необходимо отметить, что произво малосернистых сортов топлив с содерж-ем S <0,2% мас. сопряжено с потерями их ресурсов и значительными энергозатратами на глубокую ГО. При ГО одновр. с неуглев-дными гетеросоединениями удаляются из топлива имеющиеся в исходной нефти прир. антиокислительные, противоизносные, антикоррозионные и др. присадки. Поэтому при произв-ве товарных гидроочищенных ДТ возникает необходимость применения большого ассортимента и в достаточно больших кол-вах синтет. присадок.
Введение новых экологических норм ЕС (табл. 10.5) повлечет за собой дальнейшее усложнение технологии и соотв. повышение себестоимости произв-ва ДТ.
В1999 г. структура произв-ва отдельных марок ДТ
вРоссии составила: летнее — 86,5%, зимнее и арктическое — 13,5.
Наиб. массовым в стране явл. летний сорт топлива. Доля зимнего и арктического сортов в общем дизельном фонде составляет всего 13,5%, что примерно только наполовину удовлетворяет растущие потребности страны в низкозастывающем виде топлива, связанные с необходимостью интенсивного освоения прир. богатств Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера. В наст. время осн. способом получения низкозастывающих ДТ явл. облегчение их фрак-
299
ционного состава путем снижения tк.к. до 300…320°С (против 360°С для летнего сорта), что связано с существенным ограничением их ресурсов. Относительно небольшая часть таких топлив вырабатывается на основе цеолитной и карбамидной депарафинизации. Денормализаты цеолитной ДП имеют хорошие низкотемпературные св-ва (tзаст –50…–45°С,
tпомутн –50…–35°С), поэтому они преим. используются в качве зимних и арктических топлив. При карбамидной ДП не
полностью удаляются высокоплавкие парафины, поэтому денормализаты этого процесса имеют при tзаст –35°С и ни-
же tпомутн лишь –11°С, вместо требуемых –25 или –35°С. Для более полного удовлетворения потребностей в зимних и ар-
ктических сортах ДТ и одновр. в жидких парафинах — ценном дефицитном сырье для нефтехимии и микробиологического синтеза — в 1980-е гг. в нашей стране ускоренными темпами строились установки ДП, особенно типа «Парекс». Однако позже, в связи с принятием во мн. странах мира, в т.ч. в бывш. СССР, законодательных актов, запрещающих использование жидких нефт. парафинов для произв-ва бел- ково-витаминных концентратов, и переводом установок на растительные виды сырья темпы дальнейшего расширения процессов адсорбц. ДП типа «Парекс» знач. снизились.
Проблема получения низкозастывающих МТ (а также масел) может быть решена включением в схемы НПЗ нового эффективного и весьма универсального процесса — КГДП нефт. фр-й. Процессы КГДП находят в последние годы все более широкое применение за рубежом при получении низкозастывающих РТ и ДТ, СМ в сочетании с процессом КР (селекто-форминга) — ВО АБ. Использование процесса КГДП позволяет знач. расширить сырьевую базу произв-в ДТ зимних и арктических сортов.
Наиб. дешевым способом получения зимнего ДТ за рубежом явл. введение (в сотых долях процента) депрессорных присадок в летнее топливо. Однако подавляющее бол-во присадок, достаточно эффективно понижая tзаст топлива, практ.
не влияют на tпомутн, что в знач. степ. ограничивает область его применения. Такое топливо возможно применять в райо-
нах с t воздуха зимой не ниже –15°С. Такие климатические условия соответствуют бол-ву стран Зап. Европы, Прибалти-
300