Glagoleva_O.F._Bezostatochnaya_pererabotka_nefti_-_eto_vpolne_vozmozhno

Переработка тяжелого остаточного сырья призвана сыграть главную

роль в повышении конверсии нефти.

Процессы переработки и конверсии нефтsных: остатков:

Каталитические: Некаталитические:

-каталитический крекинг (ККФ); - висбрекинг;

В каталитическом крекинге обеспечивается перераспределение водо­ рода между газообразными, жидкими продуктами и отлагающимся на

катализаторе коксом. Гидраоблагораживание и гидрокрекинг по своей

сути заключаются в насыщении образующихся продуктов водородом, что и позволяет гибко воздействовать на выход и качество различных

дистиллятов в соответствии с поставленной целью.

Сущность nроцессов второй груnпы переработки и конверсии нефтя­

ных остатков заключается в концентрировании углерода в остатке nри

термическом крекинге (в крекинг-остатке, в коксе), а также nри деас­

фальтизации в асфальте (пеке). Это ((отторжение» углерода позволяет получить продукты, более насыщенные водородом, чем исходное сырье.

В большинстве случаев используется сочетание процессов отторже­

ния углерода и добавления водорода: коксование, затем гидраочистка (ГО) дистиллятов; ГО остатков, затем коксование; ГО остатков с nосле­ дующим каталитическим крекингом; деасфалътиэация и nереработка

деасфальтизата (ККФ, гидрокрекинг, коксование).

На рис.4 представлена эволюция процессов переработки тяжелого сырья в США [8,9].

Видно, что в 40-е годы произоiWJорезкое снижениедоли термическо­

го и одновременно столь же стремительное повышение доли каталити­

ческого крекинга в нефтепереработке США. По сути дела, термический

крекинг к 60-м годам был полностью заменен каталитическим, а впос­ ледствии и гидрокрекингом. Следует отметить, что при этом процесс

коксования, возникший в эо-е годы, впоследствии неуклонно расширял­

ея и в настоящее время является одним из бурно развивающихся процес­ сов в США. Все это дает возможность обеспечивать высокую глубину переработки нефти.

10

{о

!

>Jf.30

i20

j

Рис. 4. Эволюция процессов переработки вакуумных газойлей,

мазутов и гудронов в США:

l -термический крекинг; 2- коксование; 3- каталитический крекинг;

4- висбрекинг; 5- гидрообессеривание; 6- гидрокрекинг

Общемировые объемы переработки остатков распределяются следу-

ющим образом (в% об.) [1):

Видно, что термические процессы - особенно коксование, висбре­

кингперерабатывают более половины объема остаточного сырья. Основные факторы, влияющие на выбор процессов переработки ос-

татков:

-качество сырья (содержание серы, металлов, коксуемость);

-требования к качеству продукции;

-разность цен на «чистые•• продукты и мазут (чем больше эта разница, тем выгоднее глубокая переработка);

-энергетический баланс НПЗ;

-вопросы охраны окружающей среды.

На рис.S показано, как влияют основные характеристики остатков

(коксуемость, содержание металлов) на выбор процесса их переработки.

При коксуемости сырья до 6-8% можно проводить каталитический кре­

кинг, от 8-14- rидропроцессы, а при более высоком значении коксуемо­ стикоксование (термопереработка).

11

шого сечения (используются при выплавке стали). Однако в настоящее

время такой кокс в России не производится, его приходится импортиро­ вать по весьма высокой ценеболее 600 долл./т.

В развитие науки и практики процесса коксования отечественные уче­

ные внесли свой вклад -это М.Е. Левинтер, Е.В. Смидович, З.И. Сюняев,

специалистыуфимскойшколы.ОднаковпоСледниегодынаучныеработыв

этойобласти проводит1сьвнедостаточном о6ьеме. Да иразвитию промыт­

ленной технологии процесса уделялось мало внимания. В России имеется

всего 8 установок коксования (УЗК), построенных ЗG-40 лет назад, из кото­ рыхлишьдвебьmи реконструированы-наАнгарском (1995 г.) и Пермском

(19%г.)НПЗ.

В последнее времявнимание кэтому процессу возросло.Реконструируег­ сяУЗК ВолгоградскогоНПЗ,завершаетсяocвoeJ:meмощности прокаливания кокса натом же НПЗ. Намечено сrроительствоновыхусrановоккоксования нанесколькихНПЗ страны. Эrооченьважно,т.к. процесскоксованиядаетне

только столь необходимый кокс, но идистилляты, которые после облагора­

живания попо.JIНJПОТ ресурсы моторных топлив, а также поставляет дополни­

тельноесырье (тяжелый rазойль) наустановки ККФ игидрокрекинга.

Непрерывное коксование в кипящем слое кокса-теплоносителя

(fluidcokiпg) нацелено на максимальный выход дистиллятов из низкокаче­ ственных остатков. Кокс в этом случаепобочный продукт с высоким со­

держанием серы и металлов.

Надо сказать, что уже в конце4G-x- началеSG-x годов у нас в странебьm разработан и запатентован процесснепрерывногококсованиянефтяных ос­

татков в псевдоожиженном слое кокса-теплоносителя, так называемый про­

цесс термаконтактного крекинга (ТКК). Над этим процессом совместно работали ученые МНИ им. И.М. Губкина и ВНИИ НПВЛ. Гурвич, С.Н.

Обрядчиков, Е.В. Смидович, А.И. Скобло (МНИ) и Я.А. Ботников, Д.М. Со­

скинд (ВНИИ НП). Был предложен вариантэффективного использования порошкообразного кокса. К сожалению, процесс тогда не получил поддер­ жки и небьт внедрен. Впоследствии интерес кнему возникснованетолько в связи спроблемойуглубленияпереработки нефm, но и извлеченияметал­ лов из кокса. Однако время было упущено.

Низкокачественный топливный кокс находнт сбьrr в качесrве топлива в

печах цементной промьшmенности, теплоэнергетике в смеси (до 20%) с ка­

менным углем.

С помощью последней изразработанных модификаций непрерывного

коксования (flexicoking) с газификацией получаемого кокса можно почти

полиостьюпревратитьтяжелый нефтяной остаток вгази жидкие продукты

(табл.З) [14].

14

Таблица3.

Сравнение выхода продуктов различных способов коксования.

Сырье с коксуемостью по Конрадсому 24,7% (Kuwait нефть)

.. ЛГК, ТГКлегкий и тяжелый газойли коксования.

Однаколюбой из способов коксования можно рассматривать как про­

цесс деметаллизации и деасфальтизации остатка.

Коксование-бурно развивающийся процесс в мировой нефтеперера­

ботке, особенно в США, где к 2001 г. уже имелось 60 установок коксова­

ния и за прошедшие годы введено еще 15-18 [2] для обеспечения сырьем

установок каталитического крекинга и гидрокрекинга.

О весьма существенном положительном влиянии коксования на свод­

ный материальный баланс завода (на примере одного из НПЗ Венгрии) свидетельствуют данные табл.4 [15], из которой видно, что включение в

схему завода установки замедленного коксования дает повышение кон­

версии нефти. Кстати, среди отечественных НПЗ наибольшую глубину

переработки имеют те, которые располагают установками коксования­

Волгоградский (82,1%), Пермский (84,2%), Омский (84,5%), что значи­ тельно вышесредней по стране {71,5%) [3, 4].

Таблица4.

Сопоставление балансов работы НПЗ (о/о):

1-без УЗК; 2 -с использованием УЗК

15

Однако в нашей стране пока нет ни одной установки гидрооблагора­ живания и гидрокрекинга нефтяных осrатков.

В последнее время ведущие заnадные фирмы рекомендуют готовить сырье каталитического крекинга и гидрокрекинга путем деасфальтиза­

ции гудрона. При этом в зависимости от: используемого растворителя­

алканов С3-с5, которые являются осадителями асфальтенов-можно до­ стигать различной степени очистки деасфальтизата от вежелательных

элементов (рис.lО) [20].

100

переработки нефтяных остатков

18