CC BY
61УДК 665.658.2:544.478.42
К.М. Бейсенбай, А.Ф. Гималдинов
МОДЕРНИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
В лабораторных условиях исследовано качества сырья вторичных дистиллятов возможно вовлекаемых в прямогонные дизельные фракции с целью увеличения производства дизельного топлива на Павлодарском нефтехимическом заводе. Предложена технология выпуска дизельного топлива класса К4 и К5.
Ключевые слова: гидроочистка, дизельное топливо, модернизация, вторичные дистилляты, гидрогенизат, реактор.
Во всем мире все больше внимание уделяется производству экологических чистых моторных топлив. В 2005 г. в Европе перешли на выпуск дизельного топлива с содержанием серы 50 ppm., а в 2009 г. начали выпускать с содержаниемсеры 10 ppm[1].
По техническому регламенту таможенного союза в Российской Федерации производство дизельного топлива класса К 4 допускается по 31 декабря 2015 года. На территории Республики Казахстан выпуск дизельного экологических классов К 4 и К 5 должна осуществляться не позднее 1 января 2016 года (таблица 1) [2].
Таблица 1
Осуществление выпуска в обращение и обращение дизельного топлива на территории таможенного союза
К3 К4 К5
Республика Казахстан с 1 января 2014 года с 1 января 2016 года не ограничен
Республика Беларусь не допускается по 31 декабря 2014 года не ограничен
Российская Федерация по 31 декабря 2014 года по 31 декабря 2015 года не ограничен
Обеспечение глубокого удаления из дизельных фракций серы, азота и других нежелательных компонентов возможно с применением гидрогенизационных ме-тодов облагораживания, в первую очередь - гидроочисткой средних дистиллятов, а также - гидрокрекингом тяжелых нефтяных дистиллятов [3].
Вовлечение в технологической схеме установки гидроочистки дизельного топлива доли вторичных процессов (дистиллятов установки замедленного коксования и каталитического крекинга) требует более жестких условий. Основным ограничением вовлечения вторичных дистиллятов является высокое содержание непредельных углеводородов в них, а также полициклических ароматических углеводородов, бенз- и дибензтиофенов значительно выше чем в прямогонных дизельных фракциях [4].
Один из вариантов переработки низкокачественных вторичных бензинов - их гидроочистка в смеси с прямогонным дизельным дистиллятом. Добавление к прямогонной дизельной фракции бензинов коксования в количестве до 40% не влияет на качество дизельного топлива [5], но требует реконструкции блока стабилизация дизельного топлива.
Часто добавляемый компонент в дизельные фракции - легкий газойль каталитического крекинга (ЛГКК). Для получения дизельного топлива с ультранизким содержанием серы исключается добавления ЛГКК, так как ЛГКК отличается высоким содержанием серы и аромати-
© Бейсенбай К.М., Гималдинов А.Ф., 2014.
ческих углеводородов. Тем не менее многие нефтеперерабатывающие заводы пытаются решить проблему с ЛГКК, добавляя в малых количествах (10-30%) к дизельным фракциям и подвергая полученную смесь к последующей гидроочистке, чтобы получить дизельное топливо с ультранизким содержанием серы [1].
На сегодняшний день на Павлодарском нефтехимическом заводе (ПНХЗ) остро стоит задача производства дизельного топлива соответствующим к требованиям технического регламента таможенного союза класса К4 и К5, а также увеличения производства дизельного топлива, путем вовлечения вторичных дистиллятов. Это дистилляты вторичных процессов каталитического крекинга, замедленного коксования. На данный момент сырьем является прямогонное дизельное топливо из С-100 ЛК-6У.
Проводили исследование смесевого сырья. В качестве сырья была взята смесь прямогон-ного дизельного топлива (80%), газойля каталитического крекинга (9%) и замедленного коксования (7%), бензины коксования (4%) в количестве 20%. Анализы проводились в лаборатории ПНХЗ. Результаты исследования анализы сырья приведены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты исследования качества сырья
Продукт Показатели Результаты
качества анализа
Сырье 80% прямогонное д.т. + 20% вторичные Плотность 835,05
дистилляты Фракц.сост.
Н.К. С 132
10%, С 233
50%, С 276
90%, С 334
96%, С 355
Сод.воды, % 0,00
М.д. серы 0,55
Т помутн. С -11
Т застыв. С -14
Всп.зак.т. С 39
По результатам анализов видно, что можно вовлекать дистилляты вторичных процессов в прямогонное дизельное топливо, при этом качество соответствует всем требованиям к содержанию сырью. С добавлением вторичных дистиллятов увеличивается производительность установки по сырью и производство дизельного топлива. Можно вовлекать в прямогонное дизельное топливо до 25% вторичных дистиллятов. Для исследований было взято 20% дистиллятов вторичных процессов, так как остальные газойлевые фракции необходимы для приготовления котельного топлива. В дальнейшем ПНХЗ планирует увеличить переработку нефти, тогда будет возможность, вовлекать больше 20% вторичных дистиллятов. В настоящее время перерабатывается малосернистая нефть западно-сибирского происхождения, но в дальнейшем есть возможность перейти на Казахстанскую сернистую нефть. В момент исследования не было возможности провести анализ сырья из перерабатываемого нефти Казахстанского происхождения. По литературным данным известно, что при модернизации установки возможно вовлечение вторичных дистиллятов с высоким содержанием серы и получением экологически чистых топлив.
Исследование качественного анализа гидрогенизата получаемого на установке показывает, что дизельное топливо не соответствуют классу К-4 и К-5 (табл. 3).
Таблица 3
Дизельное топливо
Качество гидрогенизата
Цетановое ч. 56
Плотность, кг/м3 830
Фракц.сост.
Н.К. С 192
10%, С 216
50%, С 260
90%, С 324
96%, С 347
Т.помутн. С -12
Т.застыв. С -18
Т.всп.зак.т. С 68
Микроп. S, ppm 250
Исп.медн.пл Выд.
Сод.воды, % Отсутст.
Для получения дизельного топлива класса К 4 и К 5, как правило требуется модернизация существующей и строительство новой установки гидроочистки дизельного топлива. Строительство новой установки требует значительные финансовые затраты, поэтому экономически выгодно модернизировать существующую установку гидроочистки дизельного топлива. Модернизация установки можно выполнить в два этапа.
Первый этап:
- установка дополнительного реактора с целью уменьшения объемной скорости подачи сырья;
- применение высокоэффективных катализаторов с гидрообессеривающей активностью;
- подбор современных внутренних устройств для эффективного распределения потока сырья и ВСГ по слою катализатора.
Во втором этапе можно модернизировать существующий реактор аналогично к новому реактору.
При подключения нового реактора увеличивается объем катализатора в 2,7 раза, тем самым уменьшается объемная скорость подачи сырья, что способствует повышению степени се-рооочистки. Между реакторами можно подать охлаждающий квенч-газ (ВСГ), чтобы поддерживать температуру в реакторе, а также увеличить кратность циркуляции ВСГ. Особенностью схемы является подача в реактор свежего ВСГ с содержанием концентрации водорода 99,9%, которая получают на установке производства водорода.
Соответствующие принципиальные схемы представлены на рисунке 1 и рисунке 2.
Рис. 1. Принципиальная схема установки гидроочистки дизельного топлива ПНХЗ
Рис. 2. Предлагаемая технологическая схема 1 - печь, 2 - реактор, 3 - сепаратор, 4 - стабилизационная колонна, 5 - абсорбер, 6 - воздушный холодильник, 7 - компрессор, I - ув газ на очистку
Разработанная ОАО ВИНИПИнефть установка гидроочистка дизельного топлива позволяет получать топливо с соответствием класса К 5 (Евро-5). Такая технология применена на Московском НПЗ [6]. Аналогичная технология (рис.2) гидроочистки дизельного топлива, разработанная ОАО ВНИИПИнефть, предлагается и для Павлодарского НХЗ. Применение высокоэффективных катализаторов фирмы Albemarle (KF 770) и внутренних устройств (UOP и Albemarle) позволит получать дизельного топлива класса К 4 и К 5.
Библиографический список
1. Производства сверхмалосернистого дизельного топлива / Д.Х. Файрузов и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. 2009. № 6. С. 12-18.
2. Технический регламент таможенного союза «О требованиях к авто-мобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту»// http://www.tsouz.ru/KTS/KTS32/Documents /P_826_1.pdf.
3. Опыт применения Технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» / В.В. Булатников, В.А. Хавкин // Экологический вестник России. 2012. № 11. С. 12-17.
4. Гидрооблагораживания дистиллятов вторичного происхождения / В.К. Смирнов, Э.Г. Теляшев и др. // Нефтепереработка и Нефтехимия. 2009. №6. С. 6-11.
5. Гидроочистка смесей дизельных фракций с бензином и легким газойлем коксования / П.С. Со-лманов, Н.М. Максимов и др. // Нефтехимия. 2013. Т. 53. № 3. С. 199-202.
6. Модернизация установки гидроочистки с целью получения дизельного топлива Евро-5 / В.М. Капустин, В.Б. Лурия // Мир нефтепродуктов. 2014. № 1. С. 31-32.
БЕЙСЕНБАЙ Куаныш Мергалымулы - магистрант, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
ГИМАЛДИНОВ Артур Фларитович - магистрант, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
