CC BY
166
Блок полной монтажной готовности рекомендуется для дополнительного монтажа на действующих мини-АТ с целью повышения рентабельности малых НПЗ до 40-60%.
блок глубокой переработки мазута
до дизельных фракций и дорожных битумов на малых нпз
А.К. КУРОЧКИН А.А. КУРОЧКИН
к.т.н.
ООО «НПЦ «Термакат»
г. Уфа
НАЗНАЧЕНИЕ БЛОКА
Основное назначение - доукомплектование действующих установок первичной перегонки нефти с целью углубления переработки нефти и улучшения технико-экономических показателей НПЗ.
Установка глубокой переработки мазута мощностью от 40 до 80 тыс.т./год (далее - УГПМ-40/80) служит для выработки дополнительного количества светлых продуктов из остатка атмосферной перегонки нефти и отличается гибкостью по типу сырья и производительности.
В качестве светлого продукта вырабатывается дизельная фракция, соответствующая по квалификации зимнему дизельному топливу, либо печному бытовому топливу (светлому), либо темным моторным топливам. Количественный выход светлых фракций зависит от свойств нефти и может достигать 60-80% масс. на мазут. Предусматривается выработка широкого ассортимента остаточных продуктов. Квалификация и светлых, и остаточных продуктов устанавливается Заказчиком в процессе эксплуатации изменением режимных параметров.
Установка привязывается как к горячему, так и холодному потоку мазута, направляемому с установки АТ или из товарного парка НПЗ. Строительство и привязка установки УГПМ не требует остановки действующего производства.
В качестве опций предлагаются: блок каталитического облагораживания бензи-но-дизельной фракции, что позволяет выпускать бензин и дизельное топливо квалификации Евро-3,-4.
Все сервисные инжиниринговые услуги и консультации, включая проектную привязку, монтаж и пусконаладку, осуществляет ООО «НПЦ «Термакат».
Оборудование производит и комплектует «Гримма-Миасс Нефтемаш», г.Миасс, в виде монтажных транспортных узлов, обвязанных и опрессованных в заводских условиях. Возможно изготовление оборудования на заводе по выбору Заказчика.
СЫРЬЕ
В качестве основного сырья используется атмосферный остаток прямой перегонки нефти (первичный мазут), который должен удовлетворять стандарту 1Р 395 «Общий осадок в остаточных то-пливах». ►
Наименование показателя Метод испытаний Значение показателя
Плотность при 15°С, кг/м3, до ASTM D4052 990-1000
Кинематическая вязкость при 80°С, сСт, не более ASTM D 445-2004 160,0
Содержание воды, % масс., до ASTM D95 0,5
Содержание общей серы, % масс., до ASTM D4294 4,0
Содержание мехпримесей, % масс., не более DIN 51 419,DIN 51 592 0,1
Коксуемость по Конрадсону, % масс., до ASTM D189 15
Температура застывания, °С ASTM D 97 Не норм.
Температура вспышки (в открытом тигле), °С ASTM D 92 Не норм.
1) - Первичные (прямогонные) мазуты Табл. 1 Требования к качеству сырья11
Выход продуктов, % масс.
Светлые продукты Остаточные продукты2
Сырье Газ топливный по СТП Бензиновая фракция Печное бытовое топливо по ТУ 38.101 656-87 Мазут топочный М-100 по ГОСТ 10585-99 Битум дорожный по ГОСТ 22245-90
Мазут прямогонный парафинистый (<930 кг/м3, S<2% масс., Тзаст. >30 °С) 4-5 До 5 75-80 До 15 -
Мазут прямогонный сернистый (<970 кг/м3, S<3,0% масс. Тзаст. >25 °С) 2-3 3-4 Отс. То же 57-62 66-72 35-40 25-30
Мазут3 прямогонный тяжелый высокосернистый (<1000 кг/м3, S>3,5% масс. Тзаст. >25 °С) 2-3 3-4 То же То же 27-384) 41-524) 50-603) 45-55
Мазут вторичный высокосернистый (<1000 кг/м3, S>4% масс., Тзаст. >25 °С) 3-4 То же 15-305) - До 70
2) Элементная сера не производится
3) Для установки типа УГПМ (Т)
4) Могут не соответствовать требованиям по содержанию серы
5) Не соответствует требованиям по содержанию серы
Табл. 2 Материальный баланс установки УГПМ 40/80 для различных видов сырья
26 ПЕРЕРАБОТКА
5/Н (05) ОКТЯБРЬ 2009 г. ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ
Для переработки более тяжелых или более сернистых прямогонных мазутов, или вторичных мазутов, или нефтекон-центратов, выделяемых из нефтешла-мов, нами разработаны установки типа УГПМ(Т), укомплектованные дополнительными технологическими блоками подготовки сырья.
ПРОДУКЦИЯ
Товарный баланс УГПМ-40/80 определяется химическим составом и физико-химическими свойствами сырьевого мазута, а также установленным технологическим режимом переработки.
Товарный баланс существенно зависит также от ассортимента вырабатываемой продукции. Выработка остаточного продукта более глубокой степени превращения как правило приводит к увеличению выхода светлого дистиллятного продукта и технологического газа.
Ниже приведены материальные балансы переработки некоторых видов мазута (100% масс.). Балансовые выходы продуктов даны в альтернативных вариантах выработки остаточных продуктов: вторичного котельного топлива, мазута топочного М-100 и дорожного битума.
Кроме указанных выше продуктов, на установках типа УГПМ могут производиться:
1. светлая бензиновая фракция:
• нафта по СТП с выходом до 15% масс.;
2. взамен светлого печного бытового топлива:
• судовое маловязкое топливо по ТУ 38.101657-87,
• моторные топлива ДС и ДМ для среднеоборотных и малооборотных дизелей по ГОСТ 1667-68,
• углеводородная фракция термодеструктивных процессов (К-4) по ТУ 38.1011303-90;
3. взамен дорожного битума:
• мазут топочный по ГОСТ 10585-99,
• битумные вяжущие по ГОСТ Р 52056-2003,
• битумные эмульсии по ГОСТ Р 52128-2003,
• битум кровельный по ГОСТ 9548-74,
• битум строительный по ГОСТ 6617-70,
• пеки волокнообразующие, связующие, электродные и пр. Ассортимент товарной продукции должен быть согласован с разработчиком на стадии привязки проекта на основании свойств исходного мазута. Для проблемных видов сырья могут быть проведены пилотные процессинговые эксперименты на получение планируемой продукции.
ГАРАНТИИ КАЧЕСТВА
Продукты, вырабатываемые на УГПМ-40/80, являются либо товарными продуктами, либо сырьем для дальнейших нефтезаводских процессов облагораживания бензиновых и дизельных топлив до уровня качества Евро-4 и Евро-5. Гарантии, выдаваемые ООО «НПЦ «Термакат»
на качество основных товарных продуктов, приведены ниже.
КРАТКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ТИП И МОЩНОСТЬ
В классификации типов технологических процессов установка УГПМ-40/80 относится к термолизным по процессу «Висбрекинг-ТЕРМАКАТ®», интегрированная с процессами производства элементной серы и битума. Типовой ряд установок УГПМ включает четыре интервала номинальной мощности, т./г.: 20/30, 40/80, 100/ 250 и 500/1500.
Малотоннажная установка УГПМ-40/80 позволяет перерабатывать от 40 до 80 тысяч тонн прямогонного мазута в год.
• Требуемая площадь
под технологический блок - 25х24 м.
• Длительность непрерывного пробега
- не менее 8400 часов в год.
• Работа на пониженной производительности
- 40% от расчетной производительности.
• Работа на повышенной производительности
- 30% от расчетной производительности. СОСТАВ УСТАНОВКИ
УГПМ-40/80 включает следующие основные и опционные секции:
• Секция термолиза в составе печного и реакторного узлов.
• Секция ректификации.
• Секция рекуперации тепла.
• Секция очистки технологического газа от сероводорода6.
• Секция стабилизации и осернения битума7.
• Узел производства битумных композитов и эмульсий (опция).
• Узел осушки топливного газа (опция).
• Узел отбора теплофикационного тепла (опция).
6) при переработке мазута с содержанием серы менее 0,1% масс. может не применяться
7) при включении битума в ассортимент товарной продукции
ИНТЕГРАЦИЯ С СУЩЕСТВУЮЩИМИ УСТАНОВКАМИ
Установка привязывается к горячему/холодному потоку мазута, направляемому с установки АТ или из товарного парка НПЗ. ►
Показатель качества Гарантируемое значение Метод испытания Назначение продукта
Дизельное топливо (печное бытовое топливо)
10 % перегоняется при температуре, °С, не ниже 180 ГОСТ 2177-82
90% перегоняется при температуре, °С, не выше 360
Кинематическая вязкость при 20 °С, мм2/с, не более 3,5 (8,0) ГОСТ 33-82
Температура застывания, °С, не выше -15 ГОСТ 20287-74 Товарный продукт
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже 62 (45) ГОСТ 6356-75
Испытание на медной пластинке Выдерживает ГОСТ 632-92
Массовая доля серы, %, не более 0,5 (1,1) ГОСТ 19121-73
Содержание воды следы ГОСТ 2477
Битум дорожный марки БН 60/90
Пенетрация, 0,1 мм, не менее: при 25°С при 0°С 60-90 10 ГОСТ 11501-78
Температура размягчения по КиШ, °С, не ниже 45(51) ГОСТ 11506-73
Температура хрупкости по Фраасу, °С, не выше -6 (-12) ГОСТ 11507-78
Температура вспышки, °С, не ниже 240 ГОСТ 4333-87 Товарный продукт
Дуктильность при 25 °С, см, не менее, >100 ГОСТ 11505-75
Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более 6 ГОСТ 11506 ГОСТ 11954
7. Сцепление, по образцу №: с песком/с гранитом 1/1 ГОСТ 18180-72
после прогрева, с песком/с гранитом 1/1
Табл. 3 Гарантируемое качество продукции УГПМ-40/80
Продукты переработки откачиваются с установки УГПМ-40/80 в товарный парк. Трубопроводы материальных потоков оснащены системой запорно-отсечных клапанов и электрозадвижек на границе проектирования. Регулирование сырьевого потока осуществляется в пределах границ проектирования.
Имеется возможность отбора до 1 Гкал/ч низкопотенциального тепла (105-115°С) для сторонних потребителей.
На установке УГПМ прямогонный мазут перерабатывается в дизельные фракции и битум.
Мазут нагревается и направляется на термоакустический крекинг, проводимый в печном и реакторном узлах секции термолиза. Пары термолиза направляются на секцию ректификации для выделения дизельной фракции, рецикловых потоков и газа термолиза. Дизельная фракция после стабилизации выводится в парк, газ очищается от сероводорода и сжигается в технологической печи, а его избыток после осушки (опция) сбрасывается в заводскую топливную сеть. Полученная при очистке газа элементная сера направляется на битумный блок. Остаток термолиза (битумное сырье) подвергается окислительной стабилизации, осерне-нию, компаундируется с реологическими и адгезионными присадками для получения битумов и битумных композитов требуемого качества.
Мощность:
40-80 тысяч тонн/год Основное сырье: прямогонный мазут
Продукция:
печное бытовое топливо по ТУ 38.101 656-87 битум дорожный по ГОСТ
22245-90 Управление: АСУТП
Расходные нормы:
электроэнергия 200 КВт^ч; природный газ (пусковой) до 150 нм3/ч; вода пресная до 1 м3/ч
Сопутствующая продукция:
топливный газ до 100 нм3/ч Дизайн:
двухуровневая этажерка 25х24 м
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОНТАЖА УГПМ
Наличие глубины переработки нефти - это, в первую очередь, увеличение производства светлых нефтепродуктов -бензиновых и дизельных фракций. Если ограничиваться минимальными инвестициями в технологию увеличения глубины переработки, то полученные светлые фракции из любого качества нефти можно всегда квалифицировать как бензиновые фракции - для нефтехимического синтеза, а дизельные топлива - для печного, судового маловязкого и моторного топлива. Их цена в 2-2,5 раза выше мазута, из которого они произведены. Остаточный продукт - дорожный битум, всегда дороже исходного мазута.
На основании предварительных технологических издержек и нормативов платежей принимаем:
• стоимость глубокой переработки 1т мазута - 600 руб.
• дополнительная прибыль с 1 тонны переработанного мазута с отбором светлых до 85% на нефть - 2000 руб. Переработка 50 тыс. т мазута в год позволит получить дополнительную прибыль 50000 • 2000 = 100 млн.руб.
Оценка предполагаемых затрат:
• на транспортировку - 5 млн.руб.
• на строительные работы - 5 млн.руб.
• на монтажные работы - 10 млн.руб.
• стоимость
комплектного блока - 10 млн.руб. ИТОГО - 130 млн.руб.
Срок возврата инвестиций: 130 : (100 : 12) = 16 месяцев!
СРОКИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ЕГО ПОСТАВКИ
На условиях франко - завод-изготовитель - до 12-14 месяцев после оформления контракта и получения авансового
платежа. Типичная продолжительность строительно-монтажных работ и пуско-наладки на подготовленной промплощад-ке - до 3-4 месяцев.
Доукомплектование мини-установок АТ блоком глубокой переработки мазута позволяет перевести мощности в разряд малых НПЗ с квалифицированной переработкой нефти до высококачественных дорожных битумов и дизельных или печных топлив (в зависимости от сер-нистости сырья). Достигаемая глубина переработки нефти в 80-85% обеспечит высокую прибыль от эксплуатации малого НПЗ даже в кризисных условиях.^
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Курочкин А.К. Малый НПЗ глубокой переработки нефти в стадии пусконаладочных работ // Oil&Gas Eurasia. 2009, №4, с. 9-10.
2. Курочкин А.К., Курочкин А.А. Малый НПЗ. Современные рациональные решения. // Территория Нефтегаз. 2009, №5, с. 48-52.
Рис. 1 Блочно-поточная схема
Фото 1. Блок УГПМ на Кондинском НПЗ
