pdf.php@id=6125

Лекция 36. Технология гидрокрекинга вакуумного газойля

лгк вг.в связи с устойчивой тенденцией опережающе­ го роста потребности в ДТ по ср. с АБ за рубежом с 1980 г. была начата пром. реализация установок ЛГК вакуумных дистиллятов, позволяющих получать одновр. с малосернис­ тым сырьем для КК знач. кол-ва ДТ. Внедрение процессов ЛГК вначале осуществлялось реконструкцией эксплуатируе­ мых ранее установок ГО сырья КК, затем строительством специально запроектированных новых установок.

Преимущества процесса ЛГК над ГО:

—высокая технол. гибкость, позволяющая в зависимости от конъюнктуры спроса на МТ легко изменять (регули­ ровать) соотношение ДТ : бензин в режиме max превра­ щения в ДТ или глубокой ГО для получения max кол-ва сырья КК;

—за счет получения ДТ при ЛГК соотв. разгружается мощн. установки КК, что позволяет вовлечь в переработку др. источники сырья.

Отеч. одностадийный процесс ЛГК ВГ 350.. .500 °С про­

водят на кат-ре АНМЦ при давл. 8 МПа, 1420.. .450 °С, объ­ емной скорости сырья 1 ,0 ...1,5 ч 1 и кратности циркуляции ВСГ ок. 1200 м7м3.

При перераб. сырья с повышенным содерж-ем металлов процесс ЛГК проводят в 1 или 2 ступени в многослойном ре­ акторе с использованием 3 типов кат-ров: широкопористого для гидродеметал. (Т-13), с высокой гидрообессеривающей активностью (ГО-116) и цеолитсодерж. для ГК (ГК-35). В процессе ЛГК ВГ можно получить до 60% летнего ДТ с содерж-ем серы 0,1 % и t — 15 °С (табл. 9.13).

Недостатком одностадийного процесса ЛГК явл. корот­ кий цикл работы (3...4 мес.). Разработанный во ВНИИ НИ след, вариант процесса — 2-ступенчатый ЛГК с межрегене­ рационным циклом 1 1 мес. — рекомендован для комбини­ рования с установкой КК типа Г-43-107у.

Таблица 9.13 — Показатели процессов легкого гидрокрекинга

* Фр-я 166... 343 °С.

ГГК вакуумн. дистиллята при 15 МПа. ГК явл. эф­ фективным и исключительно гибким КП, позволяющим комплексно решить проблему ГКВД с получением широко­ го ассортимента МТ в соответствии с совр. требованиями и потребностями в тех или иных топливах.

За рубежом (особенно на НПЗ США, Зап. Европы и Япо­ нии) получили широкое развитие процессы ГКВД при давл. 15... 17 МПа, направленные на получение бензина (раз­ работанные 4 фирмами: ЮОП, ФИН, «Шелл» и «Юнион Ойл»). Оценка экон. эффективности процесса ГКВД в на­ шей стране свидетельствует о целесообразности реали­ зации этого процесса с получением преим. ДТ при давл. 10. ..12 МПа и РТ при давл. 15 МПа. Технология 2-х отеч. модификаций — 1- и 2-ступенчатых процессов ГКВД (соотв. процессы 68-2к и 6 8 -Зк) — разработана во ВНИИ НП. Одноступенчатый процесс ГКВД реализован на нескольких НПЗ России применительно к переработке ВГ 350..500°С с содерж-ем металлов не более 2 млн-1.

Нестабильный гид-т через редукционный клапан на­ правляют в сепаратор низкого давл. С-2, где выделяют часть углев-дных газов, а жидкий поток подают через ТО в ста­ билизационную колонну К-1 для отгонки углев-дных газов и легк. бензина.

Стабильный гид-т далее разделяют в атмосферной ко­ лонне К-2 на тяж. бензин, ДТ (через отпарную колонну К-3)

ифр-ю >360 °С, часть к-рой может служить как рециркулят, а балансовое кол-во — как сырье для пиролиза, основа СМ ит.д.

Втабл. 9.14 представлен мат. баланс 1- и 2-ступенчатого ГКВД с рециркуляцией ГКО (режим процесса: давл. 15 МПа, t 405 ...410 °С, объемная скорость сырья 0,7 ч-1, кратность циркуляции ВСГ 1500 м3/м3).

Сравнительные показатели по выходу продуктов на отеч.

изарубежных установках ГКВД приведены в табл. 8.22. Недостатками процессов ГК явл. их большая металло­

емкость, большие кап. и экспл. затраты, высокая стоимость в-дной установки и самого в-да.

ГК высоковязкого масляного сырья. В последние годы все большее применение находят процессы ГК высоковязких масляных дистиллятов и деасфальтизатов с целью получе­ ния высокоиндексных базовых масел. Глубокое гид-е масля­ ного сырья позволяет повысить индекс вязкости от 50..75 до 95.. 130 пунктов, снизить содерж-е серы с =2,0 до 0,1 % и ни­ же, почти на порядок уменьшить коксуемость и снизить t . Подбирая технол. режим и кат-р ГК, можно получать масла с высоким индексом вязкости практ. из любых нефтей.

Масла ГК представляют собой высококач-венную основу товарных многофункциональных (всесезонных) моторных масел, а также ряда энергетических (напр., турбинных) и индустриальных (напр., трансмиссионных) масел. В мас­ лах ГК нет естественных ингибиторов окисления, поскольку в жестких условиях процесса они подвергаются хим. пре­ вращениям. Поэтому в масла ГК вводят антиокислительные присадки. Выход и кач-во масел зависят от условий ГК, типа кат-ра и природы сырья. Выход гидрокрекированного масла обычно не превышает 70 % мае., а масла с индексом вязкости выше 110 составляет 40... 60 % мае.

Тема ID

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

Лекция 37. Краткая характеристика и классификация НПЗ

НПЗ представляет собой совокупность оси. нефтетехнол. процессов (установок, цехов, блоков), а также вспомогатель­ ных и обслуживающих служб, обеспечивающих нормальное функционирование пром. предприятия (товарно-сырьевые, ремонтно-мех. цеха, цеха КИПиА, паро-, водо- и электро­ снабжения, цеховые и заводские лаборатории, транспортные, пожаро- и газоспасательные подразделения, медпункты, сто­ ловые, диспетчерская, дирекция, отделы кадров, финансов, снабжения, бухгалтерия и т. д.). Целевое назначение НПЗ — произ-во в требуемых объеме и ассортименте высококачвенных нефтепр-тов и сырья для нефтехимии (в последние годы — и товаров народного потребления).

Совр. нефтеперерабатывающие предприятия характ-ся большой мощи, как НПЗ (исчисляемой миллионами тонн в год), так и составляющих их технол. процессов. В этой связи на НПЗ исключительно высоки требования к уровню автоматизации технол. процессов, надежности и безопаснос­ ти оборуд. и технологии, квалификации обслуживающего персонала.

Мощн. НПЗ зависит пр.вс. от потребности в тех или иных нефтепр-тах экон. района их потребления, наличия ре­ сурсов сырья и энергии, дальности транспортных перевозок и близости соседних аналогичных предприятий.

Крупные предприятия экономически эффективнее, чем мелкие. На крупных НПЗ имеются благоприятные предпо­ сылки для сооружения мощных высокоавтоматизированных технол. установок и комб. произв-в на базе крупнотоннаж­

ных аппаратов и оборуд. для более эффективного исполь­ зования сырьевых, водных и земельных ресурсов и знач. снижения удельных кап. и экспл. затрат. Но при чрезмерной концентрации нефтеперераб. (и нефтехим.) предприятий пропорционально росту мощн. возрастает радиус перевозок, увеличивается продолжительность строительства, ухудшает­ ся экологическая ситуация внутри и вокруг НПЗ.

Отличительной особенностью НПЗ явл. получение разнообразной продукции из одного исходного нефт. сы­ рья. Ассортимент нефтепр-тов НПЗ исчисляется обычно сотнями наименований. Характерно, что в бол-ве технол. процессов производят преим. только компоненты или по­ лупродукты. Конечные товарные нефтепр-ты получают, как правило, путем компаундирования нескольких компонен­ тов, производимых на данном НПЗ, а также добавок и при­ садок. Это обусловливает необходимость иметь в составе НПЗ разнообразный набор технол. процессов с исключи­ тельно сложной взаимосвязью по сырьевым, продуктовым и энергетическим потокам.

По ассортименту выпускаемых нефтепр-тов НПЗ делят­ ся на группы:

1)НПЗ топливного профиля;

2)НПЗ топливно-масляного профиля;

3)НПЗ топливно-нефтехим. профиля (нефтехимкомбинаты);

4)НПЗ (нефтехимкомбинаты) топливно-масляно-нефте- хим. профиля.

Среди перечисленных выше нефтеперерабатывающих предприятий наиб, распространение имеют НПЗ топливно­ го профиля, поскольку по объемам потребления и произв-ва МТ знач. превосходят как смазочные масла, так и продукцию нефтехим. синтеза. Естественно, комплексная перераб. нефт. сырья (т.е. топливно-масляно-нефтехим.) экономически бо­ лее эффективна по ср. с узкоспециализированной.

Наряду с мощн. и ассортиментом нефтепр-тов, важным показателем НПЗ явл. ГПН.

ГПН — показатель, характеризующий эффективность использования сырья. По величине ГПН можно косвенно су­ дить о насыщенности НПЗ вторичными процессами и струк­ туре выпуска нефтепр-тов. Разумеется, НПЗ с высокой долей

вторичных процессов располагает большей возможностью для произв-ва из каждой тонны сырья большего кол-ва более ценных, чем нефт. остаток, нефтепр-тов и, следовательно, для более углубленной переработки нефти.

Вмир. нефтеперераб. до сих пор нет общепринятого

иоднозначного определения этого показателя. В отеч. нефте­ перераб. под ГПН подразумевается суммарный выход в % на нефть всех нефтепр-тов, кроме непревращенного остатка, используемого в кач-ве КТ:

ГПН = 100 — КТ — (Т + П) ,

где Т и П — соотв. удельные затраты топлива на переработ­ ку и потери нефти на НПЗ в % на сырье.

Понятие ГПН, выраженное в виде вышеприведенного урния, несколько условно, т. к. выход непревращенного остат­ ка, в т. ч. КТ, зависит не только от технологии нефтеперераб., но и, с одной стороны, от кач-ва нефти и, с др. — как будет использоваться нефт. остаток: как КТ или как сырье для ПБ, как нефт. пек, СТ или ГТТ и т.д. Так, даже при неглубокой перераб. путем только АП легк. марковской нефти, содерж. 95,7 % суммы светлых, ГПН составит более 90%, в то время как при УГП до гудрона арланской нефти с содерж-ем суммы светлых 43 % этот показатель составит менее 70%.

В совр. нефтеперераб. принято подразделять НПЗ (без указания разграничивающих пределов ГПН) на два типа: с НГП и ГПН. Такая классификация недостаточно информа­ тивна, особенно относительно НПЗ типа ГПН: неясно, какие именно вторичные процессы могут входить в его состав.

По признаку концентрирования остатка удобно класси­ фицировать НПЗ на 4 типа:

1)НПЗ НГП;

2)НПЗ УПН;

3)НПЗ ГПН;

4)НПЗБОП.

Об эффективности использования перерабатываемой нефти на НПЗ разл. типов можно судить по данным, приве­ денным в табл. 10.1.

Таблица 10.1 — Связь между типом НПЗ и эффективностью использования нефти

Кач-во перерабатываемого нефт. сырья оказывает су­ щественное влияние на технол. структуру и технико-экон. показатели НПЗ. Легче и выгоднее перерабатывать малосер­ нистые и легк. нефти с высоким потенциальным содерж-ем светлых, чем сернистые и высокосернистые, особенно с вы­ соким содерж-ем САВ, переработка к-рых требует большей насыщенности НПЗ процессами облагораживания. Завышен­ ные затраты на переработку низкосортных нефтей должны компенсироваться заниженными ценами на них.

Одним из важных показателей НПЗ явл. также соотно­ шение Д Т :Б. На НПЗ НГП это соотношение не поддается ре­ гулированию и обусловливается потенциальным содерж-ем таких фр-й в перерабатываемой нефти. На НПЗ УГП или ГПН потребное соотношение ДТ : Б регулируется включени­ ем в состав завода вторичных процессов, обеспечивающих выпуск компонентов АБ и ДТ в соотв. пропорциях. Так, НПЗ преим. бензинопроизводящего профиля комплектуется, как правило, процессами КК и ал-я. Для преобладающего вы­ пуска ДТ в состав НПЗ обычно включают процесс ГК.

Наиб, важные показателем структуры НПЗ явл. набор технол. процессов, к-рый должен обеспечить оптимальную ГПН и выпуск заводом заданного ассортимента нефтепр-тов высокого кач-ва с min кап. и экспл. затратами. Каждый из

выбранных технол. процессов, их оборудование, уровень автоматизации и экологической безопасности должны соот­ ветствовать новейшим достижениям науки и техники. При минимизации кап. и экспл. затрат наиб. знач. эффект дости­ гается, когда в проекте предусматривается строительство НПЗ на базе крупнотоннажных технол. процессов и комб. установок. При комбинировании нескольких технол. про­ цессов в единую централизованно управляемую установку в сочетании с укрупнением достигают:

—экономии кап. вложений в рез-те сокращения резерву­ арных парков, трубопроводов, технол. коммуникаций и инженерных сетей, более компактного расположения оборуд. и аппаратов, объединения насосных, компрес­ сорных, операторных, киповских и др. помещений и тем самым увеличения плотн. застройки;

—экономии экспл. затрат в рез-те снижения удельных рас­ ходов энергии, пара, топлива и охлаждающей воды за счет объединения стадий фракционирования, теплооб­ мена, исключения повторных операций нагрева и охлаж­ дения, увеличения степ, утилизации тепла отходящих потоков и др., а также в рез-те сокращения численности обслуживающего персонала (т. е. повышения произв-сти труда) за счет централизации управления, более высоко­ го уровня автоматизации и механизации и т. д.;

—снижения потерь нефтепр-тов и кол-ва стоков и, следова­

тельно, кол-ва вредных выбросов в окружающую среду. Считается, что на НПЗ ср. мощн. (5.. .7 млн т/год) каждый процесс должен быть представлен одной технол. установкой. Однако при такой технол. структуре НПЗ связи между про­ цессами становятся весьма жесткими, резко повышаются требования к надежности оборудования, системе контроля и автоматизации, сроку службы катализаторов. В совр. прак­ тике проектирования и строительства НПЗ большой мощн. (10... 15 млн т/год) предпочтение отдают двухпоточной схеме перераб. нефти, когда каждый процесс представлен двумя одноименными технол. установками. При этом процесс, для к-рого ресурсы сырья ограничены при данной мощн. НПЗ, может быть представлен одной технол. установкой (алк-е,

коксование, ВБ, произ-во серы и др.).