Лекция 11

Качество перерабатываемого нефтяного сырья оказывает существенное влияние на технологическую структуру и технико-экономические показатели НПЗ. Легче и выгоднее перерабатывать малосернистые и легкие нефти с высоким потенциальным содержанием светлых, чем сернистые и высокосернистые, особенно с высоким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ, переработка которых требует большей насыщенности НПЗ процессами облагораживания. Завышенные затраты на переработку низкосортных нефтей должны компенсироваться заниженными ценами на них.

Одним из важных показателей НПЗ является также соотношение дизтопливо/бензин. На НПЗ НГП это соотношение не поддается регулированию и обусловливается потенциальным содержанием таких фракций в перерабатываемой нефти. На НПЗ УГП или ГПН потребное соотношение дизтопливо/бензин регулируется включением в состав завода вторичных процессов, обеспечивающих выпуск компонентов автобензинов и дизтоплива в соответствующих пропорциях. Так, НПЗ преимущественно бензинопроизводящего профиля комплектуется, как правило, процессами каталитического крекинга (КК) и алкилирования.

Для преобладающего выпуска ДТ в состав НПЗ обычно включают процесс гидрокрекинга. Наиболее важным показателем структуры НПЗ является набор технологических процессов, который должен обеспечить оптимальную глубину переработки нефти и выпуск заводом заданного ассортимента нефтепродуктов высокого качества с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами. Каждый из выбранных технологических процессов, их оборудование, уровень автоматизации и экологической безопасности должны соответствовать новейшим достижениям науки и техники. При минимизации капитальных и эксплуатационных затрат наиболее значительный эффект достигается, когда в проекте предусматривается строительство НПЗ на базе крупнотоннажных технологических процессов и комбинированных установок.

Комбинирование и укрупнение технологических процессов – наиболее эффективный способ экономии капитальных и эксплуатационных затрат, повышения производительности труда.

При комбинировании нескольких технологических процессов в единую централизованно управляемую установку в сочетании с укрупнением достигают:

- экономии капитальных вложений в результате сокращения резервуарных парков, трубопроводов, технологических коммуникаций и инженерных сетей, более компактного расположения оборудования и аппаратов, объединения насосных, компрессорных, операторных и других помещений и тем самым увеличения плотности застройки;

- экономии эксплуатационных затрат в результате снижения удельных расходов энергии, пара, топлива и охлаждающей воды за счет объединения стадий фракционирования, теплообмена, исключения повторных операций нагрева и охлаждения, увеличения степени утилизации тепла отходящих потоков и др., а также в результате сокращения численности обслуживающего персонала (т.е. повышения производительности труда) за счет централизации управления, более высокого уровня автоматизации и механизации и т.д.;

- снижения потерь нефтепродуктов и количества стоков и, следовательно, количества вредных выбросов в окружающую среду.

Наиболее часто комбинируют процессы: ЭЛОУ-АВТ (AT), гидроочистка бензина – каталитический риформинг, гидроочистка вакуумного газойля – каталитический крекинг - газоразделение, сероочистка газов - производство серы; вакуумная перегонка - гидроочистка – каталитический крекинг - газофракционирование и др.

В отечественной нефтепереработке разработаны следующие модели комбинированных установок:

n  неглубокой переработки нефти ЛК-6у – производительностью 6 млн т/год;

n  углубленной переработки нефти ГК-3 производительностью 3 млн т/год;

n  переработки вакуумного газойля Г-43-107 производительностью 2 млн т/год;

n  переработки мазута КТ-1, включающая в свой состав комбинированную установку Г-43-107 и секции вакуумной перегонки мазута и висбрекинга гудрона;

n  переработки мазута КТ-1у, отличающаяся от КТ-1 использованием процесса легкого гидрокрекинга вместо гидроочистки вакуумного газойля;

n  переработки мазута КТ-2, которая отличается от КТ-1у использованием вместо обычной вакуумной перегонки глубоковакуумной перегонки с отбором фракции 350…540 °С (и отсутствием процесса висбрекинга).

Так, по сравнению с набором отдельно стоящих установок, на комбинированной установке КТ-1 капитальные и эксплуатационные затраты ниже соответственно на 36 и 40 %, площадь застройки меньше в 3 раза, а производительность труда выше в 2,5 раза. С использованием высокопроизводительных комбинированных установок, а именно ЛК-6у и КТ-1, были в последние годы сооружены и пущены в эксплуатацию высокоэффективные НПЗ нового поколения в г. Павлодаре, Чимкенте, Лисичанске и Чарджоу, на которых осуществляется углубленная переработка нефти. В их состав, кроме ЛК-6у и КТ-1, дополнительно входят такие процессы, как алкилированиие, коксование, производство водорода, серы, битума и т.д.

Таблица 4.1 - Набор технологических процессов, входящих в состав отечественных комбинированных установок

Ниже представлены схемы комбинированных установок.

На рисунке 4.6 представлена технологическая структура НПЗ неглубокой переработки нефти, представляющая собой по существу тот же набор технологических установок, что и комбинированная установка ЛК-6у.

В мировой практике при углубленной и глубокой переработке нефти  широко распространены схемы вакуумной переработки мазута с последующей каталитической переработкой вакуумного газойля в компоненты моторных топлив (рис. 4.7-4.8). Количество гудрона при таких схемах вдвое меньше, чем мазута. Наибольшую трудность в нефтепереработке представляет квалифицированная переработка гудронов (остатков вакуумной, а в последние годы — глубоковакуумная переработка) с высоким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ, металлов и гетеросоединений, требующая значительных капитальных и эксплуатационных затрат. В этой связи на ряде НПЗ страны и за рубежом часто ограничиваются неглубокой переработкой гудронов с получением таких нетопливных нефтепродуктов, как битум, нефтяные пеки.

На рисунках 4.9-4.12 показаны блок-схемы перспективных НПЗ глубокой и безостаточной переработки нефти. В состав перспективных НПЗ рекомендованы такие процессы нового поколения, как термоадсобционная деасфальтизация и деметаллизация (ТАДД) типа 3Д или АРТ мазута или гудрона; легкий гидрокрекинг (ЛКГ) и гидрокрекинг (ГК) деметаллизованного газойля, каталитический крекинг миллисеконд типа ККМС газойля, а также сопутствующие ККМС процессы производства высококачественных бензинов — алкилирование и производство МТБЭ. Эти схемы перспективных НПЗ позволяют получить высокооктановые компоненты автомобильного бензина, такие как изомеризат, риформат, алкилат, МТБЭ, бензины каталитического и гидрокрекинга, сжиженные газы, столь необходимые для производства неэтилированных высокооктановых бензинов с ограниченным содержанием аренов, а также малосернистые ДТ и ракетные топлива летних и зимних сортов.

ВПБ – вторичная перегонка бензина, АО – аминная очистка, ГФУ – газофракционная установка,

ГО – гидроочистка, КР – каталитический риформинг, КГДП – каталитическая гидродепарафинизация, ПВ – производство Н₂

Рисунок 4.6. Блок-схема НПЗ неглубокой переработки сернистой нефти (комбинированной центровки ЛК-6у)

а — КТ-1, б — гидрокрекинга (ГК), КК — каталитический крекинг, ВБ —висбрекинг, Алк — алкирование, ПБ — производства битума, ВП — выкуумная перегонка, ПВ — производство водорода, ПМТБЭ — производства МТБЭ

Рисунок 4.7.  Блок-схема НПЗ углубленной переработки сернистой нефти в комплексе комбинированной установки ЛК-6у

ЛК-6у, Г-43-107 — комбинированные установки, ЗК — замедленное коксование

Рисунок 4.8. Блок-схема глубокой переработки сернистой нефти с выработкой нефтяного кокса

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

Рисунок 4.9. Блок-схема перспективного НПЗ глубокой переработки сернистой нефти

Рисунок 4.10. Блок-схема перспективного НПЗ безостаточной переработки сернистой нефти с получением моторных топлив и игольчатого кокса