Усовершенствование технологии установки висбрекинга гудрона мощностью по сырью 800 тысяч т/год

     - проведение реакции в реакционной  камере. 

     Нефтяные  остатки после нагрева в печи до высокой температуры поступают  при заданном давлении в сокинговую (реакционную) зону, находящуюся либо в печи, либо во внешнем аппарате. Выходящий из этой зоны поток быстро охлаждается для прекращения реакции с помощью особого технологического приема - квенчинга. 

     При печном варианте висбрекинга конструкция  печи должна обеспечивать оптимальное  время пребывания сырья в реакционной зоне для достижения нужного образования продуктов реакции и минимизацию коксовых отложений. 

     Процесс в реакционной камере происходит при более низкой температуре  с более длительным временем нахождения, чем в реакционном змеевике. Схема с камерой позволяет понизить температуру после печи, уменьшить ее тепловую нагрузку, однако приводит к установке сложного аппарата значительного объема, к периодической выгрузке из него кокса, что может повлиять на длительность пробега установки. При этом следует иметь ввиду, что существенного отличия в выходах фракций не ожидается. 

     Змеевиковый (печной) висбрекинг 

     предлагают  фирмы «Foster Wheeler Co.» и «UOP». В  этом случае высокотемпературный крекинг  осуществляется в специальном реакционном змеевике печи. Поскольку степень конверсии сырья в первую очередь зависит от его температуры и времени пребывания в зоне реакции, змеевиковый висбрекинг можно определить как высокотемпературный кратковременный процесс. Фирма «Foster Wheeler» успешно спроектировала большое число печей данного типа для НПЗ в разных странах мира.(9) 

     Основное  преимущество змеевиковой печи -- наличие  двух зон нагрева. Такая конструкция  обеспечивает: большую гибкость подвода  тепла, что позволяет лучше регулировать температуру нагрева сырья: легкость удаления кокса из труб печи паровоздушным способом; получение стабильного котельного топлива, что особенно важно для нефтеперерабатывающих заводов с ограниченными возможностями смешивания топлив. 

     Схема базовой установки висбрекинга  гудрона показана на рис.1.4.1. 

     Рис.1.4.1 Схема базовой установки висбрекинга : 1-печь; 2-фракционнирующая колонна; 3-воздушный  холодильник-конденсатор; 4-колонна  отпарки газойля; 

     5-сепаратор; 6-воздушный холодильник; 7-узел нагрева  и выработки пара. 

     1-сырьё; 2-водяной пар; 3-углеводородный газ; 4-кислая вода; 5-нестабильная бензиновая фракция; 6-газойлевая фракция; 7-котельное топливо. 

     Висбрекинг  с сокинг-камерой. 

     В альтернативном процессе конверсия  частично происходит в печи. Однако, основная ее доля приходится на сокинг-камеру, где двухфазный поток из печи выдерживается при повышенной температуре в течение за-данного времени. Сокерный висбрекинг определяется как низкотемпературный процесс с длительным пребыванием сырья в зоне реакции. Лицензиаром этого процесса является фирма «Shell». Ряд проектов установок висбрекинга сокерного типа выполнила и фирма «Foster Wheeler». 

     Реакционная камера, обеспечивая необходимое  время пребывания сырья, позволяет  работать с потоком более низкой температуры на выходе из печи и тем самым экономить печное топливо. Несмотря на очевидные экономические преимущества, этот процесс имеет ряд недостатков, основной из которых -- сложность очистки печи и сокерной камеры от кокса. Эта очистка проводится реже, чем на установке со змеевиковой печью, однако для нее требуется более сложное оборудование. 

     Схема установки висбрекинга гудрона  с выносной реакционной камерой  показана на рис.1.4.2. 

     Рис.1.4.2. Схема базовой установки висбрекинга  с сокинг - камерой : 1-печь; 2-фракционнирующая колонна; 3-воздушный холодильник-конденсатор; 4-колонна отпарки газойля;5-сепаратор; 6-воздушный холодильник; 7-узел нагрева и выработки пара; 8-сокинг-камера. 

     1-сырьё; 2-водяной пар; 3-углеводородный газ; 4-кислая вода; 5-нестабильная бензиновая  фракция; 6-газойлевая фракция; 7-котельное топливо. 

     Обычно  кокс из сокера удаляют путем резки  водой под высоким давлением. В результате образуется значительное количество воды, загрязненной частицами  кокса, которую необходимо удалять, фильтровать и возвращать для повторного использования. В отличие от установок замедленного коксования (УЗК.) установки висбрекинга обычно не оснащены оборудованием для резки кокса и очистки загрязненной воды. Затраты на это оборудование на установке висбрекинга экономически не оправданы, 

     Качество  и выходы продуктов на установках обоих типов при одинаковой жесткости  режима в целом одинаковы и  не зависят от конфигурации установки.(9) 

     Россия, на пороге XXI века, несмотря на спад производства, остается достаточно крупным мировым  экспортером добываемых нефтей и потенциально мощным производителем нефтепродуктов на базе их переработки. В производственном потенциале мировой нефтепереработке Россия продолжает занимать достойное второе место в мире после США. Однако, по объему реальной переработки нефти российская нефтеперерабатывающая промышленность переместилась за последние годы на четвертое место, уступив второе место - Японии и третье - Китаю. 

     Переработка нефтяного сырья на российских НПЗ  осуществляется с недостаточной  загрузкой мощностей производственного потенциала и с низкой (относительно мировой) степенью конверсии мазута. Целевые нефтепродукты - автобензины, дизельные топлива, топочные мазуты, смазочные масла - по эксплуатационным и экологическим свойствам уступают в серийном производстве мировому уровню. 

     Решением  выше изложенной проблемы, суперприоритетным  направлением, является развитие российской нефтеперерабатывающей промышленности по углублению переработки нефтяного  сырья. Основными базовыми процессами деструктивной переработки мазута выступают процессы каталитического крекинга и гидрокрекинга, которые требуют оснащения оборудованием целых комплексов, дополнительных процессов и установок. ОАО “Саратовский НПЗ ” не в состоянии инвестировать такие дорогостоящие комплексы со сроками окупаемости до двух-трех лет. 

     В связи с этим наиболее приоритетным направлением является создание современной  технологической схемы производства с небольшими материальными и  энергетическими затратами и  коротким сроком окупаемости. 

     Одним из эффективных и гибких вторичных процессов переработки мазутов и гудронов является висбрекинг, отличительной особенностью которого, по сравнению с другими процессами переработки нефти и нефтепродуктов, являются низкие капитальные и энергетические затраты. Висбрекинг, при относительной простоте технологического и аппаратурного оформления, позволяет вырабатывать из нефтяных остатков котельные топлива требуемого качества без разбавления легкими топливными фракциями, перерабатывать остаточные фракции в дистиллятные, получать дополнительно некоторое количество средних и легких фракций. 

     Процесс висбрекинга - это разложение тяжелых  остатков нефтепереработки при умеренной (470-490оС) температуре и давлении(5-20 кгс/см2). 

     Решение о включении висбрекинга в  схему НПЗ принимается обычно исходя из следующих задач: 

     - уменьшения вязкости остаточных  потоков с целью сокращения  расхода высококачественных дистиллятов,  добавляемых в котельное топливо  для доведения его вязкости  до требования спецификаций на  готовый продукт; 

     - необходимости переработки части остатков в дистилляты, в частности в вакуумный газойль - сырье крекинга; 

     - углубление переработки нефти. 

     Основная  цель строительства секции висбрекинга  гудрона на ОАО «Саратовский НПЗ» - углубление переработки нефти на заводе. Ввод в эксплуатацию установки висбрекинга гудрона увеличит глубину переработки нефти с 51,4% до 73,7%. 

     Существует  две схемы проведения процесса висбрекинга: 

     - проведение реакции висбрекинга  в печном змеевике; 

     - проведение реакции висбрекинга  в реакционной камере. 

     Типичным  сырьем висбрекинга являются мазуты и гудроны. Степень конверсии  этих остатков обычно составляет 10-15% в  зависимости от их физико-химических характеристик и режима. На «Саратовском НПЗ» в качестве сырья используется гудрон - остаточный продукт вакуумной колонны установки ЭЛОУ-АВТ-6.Годовое производство гудрона составляет 1 млн.тонн.  

     Продуктами  висбрекинга являются: топливный  газ, бензиновая фракция и мазут  топочный М-100. 

     Продукты  установки висбрекинга используются: 

     - газ углеводородный (топливный) после очистки от сероводорода раствором амина используется в качестве топлива на установке и других объектах завода; 

     - бензиновая фракция после очистки  используется в качестве компонента  при приготовлении бензина А-80; 

     - топочный мазут М-100 используется в качестве жидкого топлива на электростанциях, ТЭЦ, и т.д.: 

     - рынок бензина А-80 и мазута  практически неограничен. 

     Одной из главных задач на Саратовском  нефтеперерабатывающем заводе является рациональное использование природных  и энергетических ресурсов, а также материалов, реагентов, полуфабрикатов и готовой продукции необходимых для ведения технологического процесса. 

     В ходе изучения технологической схемы  и потоков нефтепродуктов на установке  висбрекинг было выявлено не рациональное использование регенерации тепла циркуляционного орошения (лёгкого газойля, фракция 350-420°С) колонны К-101.В целях экономии энергоресурсов было предложено: 

     1. Установка висбрекинга гудрона  предназначена для получения  из гудрона компонента котельного  топлива и светлых нефтепродуктов. 

     2. Процесс висбрекинга - умеренный  термический крекинг тяжелых  нефтяных остатков с целью  снижения их вязкости. 

     Сырье секции висбрекинга - гудрон, получаемый на блоке вакуумной перегонки  мазута установки ЭЛОУ-АВТ-6 при переработке  смеси нефтей, поступающих на Саратовский нефтеперерабатывающий завод. 

     Целевым продуктом является остаток висбрекинга - компонент котельного топлива. 

     Кроме целевого продукта с установки выводятся: 

     - очищенный углеводородный газ; 

     - стабильный бензин (фракция НК-195 оС); 

     - легкий газойль висбрекинга; 

     3. Секция висбрекинга состоит из  следующих технологических стадий (блоков и узлов): 

     -узел  висбрекинга гудрона, включающий  трубчатую печь и ректификационную  колонну для разделения продуктов  крекинга; 

     -блок  физической стабилизации бензиновой фракции; 

     -блок  очистки газов висбрекинга от  сероводорода 15%-ным раствором моноэтаноламина  (МЭА); 

     -узел  утилизации тепла.  

     4. Технология процесса висбрекинга  разработана научно-производственной  фирмой ПАУФ. Генеральный проектировщик - ГУП “БАШГИПРОНЕФТЕХИМ” г. УФА. 

     Производительность  установки - переработка 800 тыс. т. гудрона  в год. 

     Число часов работы установки в году - 8400 (350 суток). 

     Год ввода установки в эксплуатацию - 2004 г. 

     1.2 Характеристика исходного сырья,  вспомогательных материалов и готовой продукции 
 

     Таблица 2. 

     № п/п 

     Наименование  сырья, материалов, реагентов, полуфабрикатов, изготовляемой продукции 

     Номер ГОСТ, ОСТ, ТУ,СТП 

     Показатели  качества, подлежащие к проверке 

     Норма по нормативному документу (заполняется при необходимости) 

     Область применения  

     СЕКЦИЯ  ВИСБРЕКИНГА