CC BY
555
УДК 665.637.64
Р. Р. Везиров (к.т.н., зав. отд.)
Основные практические закономерности и особенности
процесса висбрекинга
Проектно-технологический институт нефтехимпереработки г.Уфа, ул. Инициативная, 12, корп. 6; тел. (347) 2934083, тел./факс (347) 2404255,
e-mail: r_vezirov@anrb.ru
R. R. Vezirov
Basic practical mechanisms and features of the visbreaking process
Design-technologicalinstitute NKhP 12, Initsyativnaya str, Ufa, Russia; ph. (347) 2934083, ph./fax (347) 2404255, e-mail: r_vezirov@anrb.ru
Рассмотрены основные закономерности и особенности процесса висбрекинга в различном технологическом оформлении, отдельные ключевые элементы технологии, различные варианты турбулизации и способов захолаживания продуктов реакции. Представлены возможности повышения стабильности котельного топлива и удаления сероводорода из остатка висбрекин-га, эффективности применения реагентов и присадок для снижения коксообразования и полимерных отложений в процессе висбрекинга.
Ключевые слова: висбрекинг печной; висбре-кинг с реакционной камерой; отпарка сероводорода; перспективы развития; практический опыт; стабильность остатка; теплообмен; турбу-лизация.
The key mechanisms and features of the visbreaking process of in different technological implementations are discussed. A several key elements of the technology, the different options of turbulization and the methods of reaction products cooling were analyzed. Such problems as increasing oil fuel stability and removing hydrogen sulphide from visbreaking residue, efficiency of using reagents and additives for reduction of coke formation and polymer deposits in the visbreaking process are studied.
Key words: furnace visbreaking; visbreaking with a reaction chamber; stripping of hydrogen sulphide; prospects of development; practical experience; residue stability; heat exchange; turbulization.
Висбрекинг является одним из основных процессов глубокой переработки нефтяных остатков (мазутов, гудронов, асфальтитов). В последние годы накоплен большой промышленный опыт освоения и эксплуатации установок висбрекинга в различном технологическом оформлении (как в печном варианте, так и с реакционной камерой) различных разработчиков и лицензиаров 1'2, в том числе и разработанных под руководством автора статьи. В связи с этим представляет интерес анализ практического опыта эксплуатации процессов висбрекинга в различных модификациях и их технического развития.
Висбрекинг печного типа и с реакционной камерой. Существует 2 основных типа процесса висбрекинга: печного типа, в котором весь процесс конверсии осуществляется в печи, и с реакционной камерой, где основная доля конверсии осуществляется в реакционной камере. Первые установки висбрекинга в СССР были созданы на базе бывших устано-
Дата поступления 20.04.10
вок термического крекинга, утративших свою первоначальную актуальность для производства бензина и легкого газойля из мазута или гудрона. Эти установки сохранили технологические основы процесса термического крекинга, а именно достаточно высокую кратность рециркуляции (1.2—1.5), формирование вторичного сырья (смеси первичного сырья и рецикла) в колонне, реакционные камеры с нисходящим потоком, достаточно высокие давления.
Недостатком реакционных камер с нисходящим потоком сырья является небольшое время пребывания жидкой части в реакционной камере, что требует достаточно высоких температур для достижения требуемой степени конверсии (460—480 оС). Достоинством их является относительно небольшое количество коксовых отложений в реакционной камере из-за небольшого времени пребывания жидкости в ней. По сути, эти установки занимают промежуточное положение между печным вис-брекингом и висбрекингом с реакционной камерой. В настоящее время на некоторых НПЗ
РФ продолжают эксплуатироваться установки висбрекинга такого типа.
Достоинством висбрекинга с реакционной камерой с восходящим потоком сырья (далее под реакционной камерой висбрекинга будет подразумеваться именно такой тип камер) является меньшая требуемая мощность печи. Например, для установки висбрекинга с реакционной камерой с восходящим потоком мощностью 1.5 млн т/год достаточно печи мощностью 17—22 млн ккал/ч, тогда как для печного висбрекинга аналогичной производительности необходима мощность печи 25—30 млн ккал/ч. Кроме того, относительно низкие температуры на выходе из печи (440—460 оС) обеспечивают при правильном проектировании печи пробег не менее 12 месяцев и более без особых затруднений.
Недостатком висбрекинга с реакционной камерой является обратное перемешивание жидкого продукта в реакционной камере вследствие значительного отклонения от режима идеального вытеснения. Неизбежным результатом неидеальности вытеснения является большее, чем среднерасчетное, время пребывания части тяжелой жидкости в камере, и, как следствие, перекрекирование тяжелой жидкости с образованием коксовых отложений на поверхности камеры и повышение нестабильности остатка висбрекинга.
Рядом разработчиков предлагаются различные виды внутренних устройств реакционных камер висбрекинга, позволяющие приблизить работу камеры к режиму идеального вытеснения и уменьшить обратное перемешивание. На основании этого разработчики применяют реакционные камеры большого диаметра с внутренними устройствами. Однако практический опыт показал, что любые типы внутренних устройств в реакционной камере, за исключением нижних вводных устройств, сами являются центрами образования значительных коксовых отложений и приводят к уменьшению непрерывного цикла работы установки, а также затрудняют очистку реакционных камер от коксовых отложений. Для уменьшения закоксовывания такого типа реакционных камер приходится снижать температуру процесса до минимума, обеспечивающего снижение вязкости, но не позволяющего достигать больших степеней конверсии. Также практический опыт показал обязательную необходимость вводных устройств в реакционных камерах для исключения «фонтанирования» входящего в камеру потока по ее центру и образование застойных зон у стенок в нижней части камеры.
Процесс висбрекинга с реакционной камерой из-за большого времени пребывания тяжелой жидкости в камере очень чувствителен к температуре на выходе из печи, изменению расхода и качества сырья (изменение фракционного состава, природы сырья и др.). Поэтому режим работы реакционных камер должен контролироваться с особой тщательностью с учетом этих факторов.
Печной висбрекинг лишен такого недостатка как обратное перемешивание тяжелой жидкости за счет достижения режима идеального вытеснения в печной трубе при правильном проектировании печи. Но высокие температуры процесса предъявляют более строгие требования к качеству сырья, прежде всего по содержанию натрия. Типовым требованием для достижения непрерывного пробега печи висбрекинга не менее 12 месяцев является содержание натрия не более 15—20 ррм, что на практике иногда трудно достижимо.
Режим идеального вытеснения в печном висбрекинге позволяет при использовании ряда других технологических решений достигать существенно больших степеней конверсии без существенного риска перекрекирования сырья и значительного снижения стабильности. В реальной промышленной практике сохраняется устойчивая работа установок висб-рекинга печного типа в течение 12 месяцев с температурой на выходе 490—510 оС, обеспечивающей высокую степень конверсии без значительного ухудшения стабильности остатка. Безусловно, данное достижение — результат применения целого комплекса технологических решений, а не просто автоматическая данность висбрекинга печного типа.
Очистка печного змеевика от коксовых отложений значительно технологичнее очистки реакционной камеры и не требует большого ручного труда. Применяемые в последнее время скребковые методы очистки змеевиков («пиггинг») позволяют исключить такую очень нежелательную для печных змеевиков операцию как паровыжиг. В частности, на одном из прибалтийских НПЗ паровыжиг на установке висбрекинга в составе комплекса КТ-1 не проводится уже более 15 лет (очистка от кокса осуществлялась только скребковым методом), что самым благоприятным образом сказалось на техническом состоянии печного змеевика.
Турбулизация. На сегодняшний день практикуются три различных вида турбулиза-ции: водой (водяным паром), бензином и газойлем. У каждого из них есть свои положительные и отрицательные стороны.
Водяная турбулизация имеет такие достоинства, как небольшой объем подаваемой жидкости, полное парообразное состояние турбу-лизатора по всей длине змеевика печи. Однако присутствие воды приводит к усилению коррозии конденсационно-холодильного оборудования верха ректификационной колонны, особенно при переработке высокосернистого сырья, что требует повышенного расхода нейтрализующих агентов и ингибиторов коррозии. Кроме того, требуются дополнительные затраты на очистку загрязненных водяных конденсатов.
Бензиновая турбулизация имеет достоинства полного парообразного состояния, отсутствие повышенной коррозии конденсационно-холодильного оборудования и необходимости очистки сульфидных стоков, но приводит к перегрузке колонны и конденсационно-холо-дильного оборудования циркулирующим бензиновым турбулизатором.
Газойлевая турбулизация обладает существенным преимуществом перед водяной и бензиновой турбулизацией — снижение реакционной способности асфальтенов при высоких температурах. Снижение реакционной способности асфальтенов обеспечивает существенное уменьшение нежелательных реакций коксообразования в печи и реакционной камере. Также газойлевая турбулизация обеспечивает возможность вытеснения тяжелого продукта из печи и реакционной камеры (если она предусмотрена) при аварийной остановке печного насоса по тем или иным причинам. Тем самым предотвращается закоксовывание печи и реакционной камеры за счет длительного пребывания тяжелого продукта в высокотемпературной зоне. В частности, на одной из установок висбрекинга, где первоначально была предусмотрена водяная турбулизация, при остановке печного насоса подаваемая на турбу-лизацию вода не обеспечила вытеснение тяжелого неиспаряющегося остатка в змеевике, что привело к закоксовыванию змеевика за счет тепловой инерции печи.
Относительным недостатком газойлевой турбулизации является необходимость подачи больших количеств жидкости и неполное парообразное состояние по длине змеевика печи. Однако эти недостатки значительно компенсируются достигаемыми положительными эффектами, связанными с увеличением непрерывного пробега и уменьшением частоты очистки от кокса.
В настоящее время газойлевая турбулиза-ция используется на 7 установках висбрекинга как печного типа, так и с реакционной каме-
рой, разработанных или реконструированных под руководством автора статьи, из которых на 5 установках первоначально была предусмотрена водяная или бензиновая турбулиза-ция. Использование газойлевого турбулизато-ра позволило ряду НПЗ значительно улучшить показатели работы установок висбрекин-га. На установке висбрекинга печного типа одного из российских НПЗ температура на выходе из печей при висбрекинге тяжелого гудрона (вязкость более 1000 с по ВУБ при 80 оС и коксуемость более 20 %) составляет 500 — 505 оС 3. При этом непрерывный пробег печей составляет не менее 12 месяцев. При эксплуатации данной установки с первоначальной водяной тур-булизацией непрерывный пробег не менее 12 месяцев достигался при температуре на выходе из печи 465—470 оС.
На другом российском НПЗ висбрекингу подвергается смесь асфальтита пропан-бутано-вой деасфальтизации и гудрона (80 и 20 %, соответственно) также по печному варианту при температуре на выходе из печи 490—500 оС и непрерывном пробеге печи не менее 12 месяцев. При эксплуатации данной установки с использованием первоначальной бензиновой турбулизации пробег не менее 12 месяцев достигался при температуре на выходе из печи не более 465 оС.
Промежуточная сырьевая емкость. Промежуточная сырьевая емкость предусматривается в ряде проектов для снижения давления в сырьевых теплообменниках и подразумевает поступление сырья из теплообменников в промежуточную емкость с небольшим давлением, из которой нагретое в теплообменниках сырье далее подается в печь печными насосами. За счет этого значительно снижается расчетное давление высокотемпературного теплообмен-ного оборудования и, как следствие, их металлоемкость и стоимость. В частности, для одной из недавно пущенных в эксплуатацию установок висбрекинга печного типа промежуточная емкость не была предусмотрена, что привело к необходимости использования теплообменного оборудования с расчетной температурой 400 оС и расчетным давлением 45 ати.
Кроме того, работа теплообменного оборудования в таких жестких условиях значительно увеличивает риск возникновения аварийных ситуаций при изменениях режима или других ситуациях. В частности, на указанной установке печного типа при эксплуатации установки при высоких рабочих давлениях (до 40 ати) произошел значительный пропуск тяжелых горячих продуктов через прокладки
спиральных теплообменников с последующим самовоспламенением продуктов со всеми вытекающими последствиями. Пропуски теплообменников (прежде всего спиральных по причине особенностей конструкции с большим диаметром съемных боковых крышек) достаточно типичное явление, особенно при пусках и остановках установок, но при низких рабочих давлениях с промежуточной сырьевой емкостью они не приводят к таким тяжелым последствиям, как при высоких рабочих давлениях, обуславливающих больший выброс продукта через неплотности оборудования.
Теплообмен «остаток-сырье». Основные проблемы в блоке теплообмена «остаток-сырье» связаны с остатком висбрекинга, который является химически нестабильным продуктом, склонным к полимеризации и поликонденсации при высоких температурах 4. По этой причине необходимо стремиться к минимальному времени пребывания остатка висбрекинга в кубе ректификационной колонны и теплооб-менном оборудовании, что достигается за счет минимизации объема жидкости в кубе колонны и высоких скоростей в теплообменниках.
Практический опыт показал, что при использовании любого типа теплообменного оборудования, в том числе и спиральных теплообменников, в блоке «остаток-сырье» есть необходимость в косвенном резервировании, заключающемся в возможности отключения части теплообменных аппаратов для очистки без снижения производительности. Практический опыт также показал эффективность применения периодической промывки теплообменников, без их открытия, газойлем с присадками для смывания неизбежно образующихся пекоподобных отложений до потери ими с течением времени растворимости в газойлях с присадками вследствие реакций полимеризации и поликонденсации. Технология газойле-вой промывки включена в виде самостоятельного блока в базовый проект одной из уже работающих установок висбрекинга.
Захолаживание продуктов реакции. Продукты реакции висбрекинга необходимо захо-лаживать для прекращения реакций термического разложения. Практикуются 3 основных способа захолаживания продуктов висбрекин-га: охлажденным остатком, газойлем (собственным и/или сторонним), а также их комбинирование первого и второго.
Захолаживание остатком позволяет более полно использовать вторичное тепло и снизить время пребывания в кубе колонны за счет циркулирования большого объема остатка, но
приводит к увеличению доли нежелательных вторичных реакций полимеризации и поликонденсации за счет многократного пребывания части химически нестабильного остатка в зонах высоких температур. Захолаживание газойлями исключает циркулирование остатка, но значительно увеличивает нагрузку на среднюю часть ректификационной колонны, циркуляционное и острое орошение колонны.
На некоторых НПЗ практикуется эффективное захолаживание тяжелым газойлем каталитического крекинга (ТГКК), который обычно является компонентом товарного котельного топлива. Вовлечение ТГКК на стадии захолаживания, а не путем смешивания достаточно вязких продуктов в товарном парке, обеспечивает идеальную гомогенность получаемого котельного топлива. Кроме того, полициклические ароматические углеводороды ТГКК снижают коксообразование в колонне и теплообменниках за счет растворения вторичных асфальтенов остатка висбрекинга. Подача ТГКК в сырье висбрекинга хотя и снижает коксообразование в процессе, но нежелательна из-за перегрузки реакторной части балластом и риском попадания катализаторной пыли.
Ингибиторы полимеризации и коксооб-разования. В процессе висбрекинга в любом технологическом оформлении наряду с целевыми реакциями термического разложения, протекают нежелательные реакции поликонденсации и полимеризации с образованием пекоподобных продуктов уплотнения, плохо растворимых в остатке висбрекинга и приводящих к образованию кокса в печных змеевиках и пекоподобных отложений в кубе колонны и теплообменниках, обычно также называемых коксом.
Для борьбы с нежелательными реакциями в процессе висбрекинга ряд фирм предлагает ингибиторы полимеризации и коксообразова-ния. Как правило, для защиты печи и колонны с теплообменниками рекомендуются различные присадки. Первые подаются на входе в печь, вторые — в куб колонны и на входе в теплообменники. Объективное сравнение эффективности ингибиторов различных фирм между собой достаточно затруднительно, так как его необходимо производить в сопоставимых условиях работы промышленных установок. Тем не менее, практический промышленный опыт достаточно надежно свидетельствует о положительном эффекте применения ингибиторов полимеризации и коксообразования, который, однако, не отменяет необходимость правильной конфигурации печного змеевика, реакционной камеры (если она предусматрива-
ется), захолаживания продуктов реакции, оформления зоны питания и куба колонны, блока теплообмена «остаток-сырье».
Представляет интерес присадка (ингибитор полимеризации и коксообразования) М-107, разработанная совместно с ООО «Мини-Макс» (г. Магнитогорск), также обеспечивающая снижение коксообразования в печи и образования пекоподобных отложений.
Отпарка сероводорода из остатка висбрекинга. В последнее время значительно ужесточились требования по остаточному содержанию сероводорода в товарном котельном топливе. Некоторые потребители требуют, чтобы остаточное содержание сероводорода не превышало 2 ррм, что фактически означает полное отсутствие. Проблема сероводорода в товарном котельном топливе связана, прежде всего, с остатком висбрекинга. Это обусловлено тем, что нестабильные сернистые соединения продолжают термически разлагаться с образованием сероводорода при высоких температурах в кубе колонны и последующих достаточно высокотемпературных аппаратах. Значительное влияние на остаточное содержание сероводорода в остатке висбрекинга оказывает природа сырья и «жесткость» самого процесса висбрекинга: чем выше содержание серы в сырье и чем меньше «жесткость» висбрекинга, тем больше остаточное содержание сероводорода в остатке за счет вторичного разложения сернистых соединений в кубе колонны и далее по ходу остатка при прочих равных условиях.
Поэтому окончательная отпарка сероводорода должна осуществляться только после его охлаждения до температур, при которых полностью прекращается разложение сернистых соединений с образованием сероводорода. С другой стороны, при охлаждении остатка висбрекинга увеличивается его вязкость, что затрудняет десорбцию сероводорода из объема вязкой структурированной жидкости, каковой является остаток висбрекинга.
Необходимо отметить, что технологические расчеты, выполняемые по стандартным программным продуктам, неадекватно описывают процесс десорбции сероводорода из остатка висбрекинга, что связано со значительным отклонением свойств остатка висбрекинга от идеальной жидкости. По этой причине для гарантированного достижения требуемого остаточного содержания сероводорода методом отпарки или отдувки необходимо использование специальных массообменных устройств и специальных методов расчета. Пущенный в эксплуатацию в 2009 г. первый в РФ блок отпарки
сероводорода из остатка висбрекинга на одном из российских НПЗ подтвердил правильность разработанных технологических подходов 5 для достижения требуемого качества продукта по остаточному содержанию сероводорода.
Рядом фирм предлагаются реагенты-поглотители сероводорода в остатке висбрекинга, однако их использование приводит к значительным затратам, существенно снижающим экономическую эффективность процесса висбрекинга. Это вызвано, в том числе, и тем, что на практике для достижения требуемого остаточного содержания сероводорода, как правило, приходится подавать реагенты-поглотители в большем количестве, чем предписано фирмами-производителями, что связано с особенностями свойств остатка висбрекинга, а именно значительным отклонением от свойств идеальной жидкости при относительно низких температурах.
Висбрекинг с вакуумной перегонкой остатка и замещением газойлей. Традиционно висбрекинг рассматривается как процесс неглубокой термической конверсии для снижения вязкости и получения котельного топлива. Однако если рассматривать процесс висбре-кинга во взаимосвязи с другими процессами НПЗ, то его эффективность может быть значительно увеличена. В частности, вакуумный газойль висбрекинга незначительно уступает по качеству прямогонному вакуумному газойлю и является хорошим сырьем каталитического крекинга, особенно, если есть предварительная гидроочистка, обеспечивающая гидрирование олефиновых и полициклических ароматических углеводородов. То же относится и к легкому газойлю висбрекинга, в котором содержание нежелательных для товарного дизельного топлива ароматических углеводородов существенно ниже, чем в газойле каталичес-кого крекинга.
По этой причине целесообразна вакуумная перегонка продуктов висбрекинга с полным отбором легкого и вакуумного газойля и разбавление вакуумированного остатка висб-рекинга высокоароматичными легким и тяжелым газойлем каталитического крекинга. Поскольку легкий газойль каталитического крекинга значительно превосходит вакуумный газойль висбрекинга по растворяющей способности, для получения товарного котельного топлива заданной вязкости требуется значительно меньшее его количество, что в итоге приводит к уменьшению объема котельного топлива, а значит, увеличивает глубину переработки. Использование этой технологии в комплексе с другими технологическими реше-
ниями на одном из российских НПЗ, перерабатывающем смесь тяжелых западносибирских и башкирских нефтей и имеющем установку висбрекинга с вакуумной колонной, позволило достичь глубины переработки более 80 % без использования других процессов глубокой переработки.
Стабильность остатка висбрекинга и товарного топлива. Стабильность остатка висбрекинга или товарного топлива (котельного или судового), определяемая различными методами, зависит от качества сырья, технологического оформления и степени конверсии процесса висбрекинга, а также метода компаундирования. Взаимозависимость стабильности остатка висбрекинга, степени конверсии и стабильности сырья приведена на рис. 1.
Приведенную зависимость четко подтверждает практический опыт установки висбре-кинга с реакционной камерой одного из российских НПЗ, перерабатывающего 2 различных типа нефти: нафтено-ароматического основания и парафинистой. При висбрекинге стабильного гудрона нафтено-ароматического основания даже при проектной конверсии стабильность остатка остается в требуемом диапазоне (показатель «Общий потенциальный осадок» (ОПО) не превышает 0.04—0.06 %). Добавление в сырье мазута или гудрона парафинистой нефти приводит к показателю «ОПО» на уровне 0.02—0.04 % уже у сырьевой смеси, а для получения требуемого показателя «ОПО» не выше 0.07% у остатка висбрекинга приходится значительно снижать степень конверсии.
Строго говоря, такой показатель стабильности, как «ОПО», является показателем пря-могонности, и требование соответствия остатка висбрекинга этому показателю формально неправомерно, так как остаток висбрекинга по
СТЕПЕНЬ КОНВЕРСИИ
Рис. 1. Зависимость стабильности остатка висбрекинга от степени конверсии процесса: 1 — стабильное сырье; 2 — среднестабильное сырье; 3 — нестабильное сырье
определению является продуктом вторичной термической переработки, а никак не прямо-гонным, однако, с помощью различных технологических приемов при определенных компромиссах со степенью конверсии возможно получение товарного топлива со стабильностью, отвечающей заданным требованиям, в частности, по показателю «ОПО».
Например, описанный выше способ замещения атмосферного и вакуумного газойля висбрекинга газойлями каталитического крекинга позволяет значительно увеличить стабильность товарного топлива. Это связано с достаточно высоким содержанием в газойлях висбрекинга парафино-нафтеновых углеводородов, плохо растворяющих смолы и асфальтены, и, наоборот, высоким содержанием в газойлях каталитического крекинга полициклических ароматических углеводородов, хорошо растворяющих смолы и асфальтены. При прочих равных условиях печной висбрекинг производит более стабильный остаток висбрекинга по сравнению с висбрекингом с реакционной камерой из-за полного отсутствия обратного перемешивания и перекрекирования части тяжелой жидкости, характерного для реакционной камеры.
Представляет интерес присадка М-107, разработанная совместно с ООО «Мини-Макс» (г. Магнитогорск), обеспечивающая, как показали предварительные испытания, как значительное повышение стабильности остатка висбрекинга, так и снижение коксообразования и загрязнения теплообменников в самом процессе висбрекинга. В отличие от использования крупнотоннажных ароматичных разбавителей, что не на всех НПЗ представляется возможным по ряду причин, использование присадки требует небольших объемов дозировки (50—150 ррм в зависимости от ряда факторов).
Различные направления использования вакуумированного остатка висбрекинга. Объективным фактором, сдерживающим использование процесса висбрекинга, является выработка большого объема тяжелого остатка и приготовление из него котельного топлива. В то же время вакуумированный остаток висб-рекинга может быть использован не только как компонент котельного топлива. В настоящее время на некоторых НПЗ уже вырабатывается вакуумированный остаток висбрекинга с температурой размягчения 80—120 оС и коксуемостью 35—45 %, что делает возможным его использование в качестве спекающей или связующей добавки. Потенциально достижимы температура размягчения вакуумированного остатка висбрекинга выше 120 оС и коксуе-
мость выше 50 %. В отличие от получения спекающей добавки путем коксования при низких температурах, приводящего к частым перебросам пенящейся коксующейся массы из камер коксования в колонну, получение ее путем вакуумной перегонки остатка глубокого висбре-кинга не сопряжено с большими технологическими трудностями и требует значительно меньших капитальных и эксплуатационных затрат, что обеспечивает ее невысокую себестоимость.
Висбрекинг может рассматриваться как процесс подготовки сырья замедленного коксования 6. При коксовании остатка висбрекин-га снижается выход кокса в расчете на гудрон, особенно при предварительной деасфальтиза-ции гудрона и висбрекинге асфальтита или смеси асфальтита и гудрона. Кроме того, предварительная термическая обработка сырья в процессе висбрекинга значительно улучшает такие показатели качества кокса, как: прочность, содержание мелочи, структура при прочих равных условиях. На одном из российских НПЗ уже много лет промышленно эксплуатируется схема коксования вакуумированного остатка висбрекинга смеси гудронов и асфальтитов, которая позволяет значительно увеличить глубину переработки нефти при относительно небольшой мощности установки замедленного коксования 7. На другом российском НПЗ пущена новая установка замедленного коксования вакуумирован-ного остатка висбрекинга мощностью 1.2 млн т/год. Особенности свойств остатка вис-брекинга требуют специальных технологических решений для обеспечения нормальной работы установки замедленного коксования.
В каком-то смысле коксование остатка висбрекинга это логичное развитие на новом этапе с использованием современных эффективных технологий висбрекинга, широко использовавшегося ранее способа получения качественных нефтяных коксов из крекинг-остатков установок термического крекинга. Строительство отдельной установки висбре-кинга для подготовки сырья коксования экономически малоэффективно по сравнению с вариантом дооборудования установок замедленного коксования блоком висбрекинга сырья 8. В этом случае колонна установки замедленного коксования используется не только для разделения продуктов коксования, но и для разделения продуктов висбрекинга (газа, бензина, легкого и тяжелого газойлей), выходящих в составе аналогичных продуктов коксования минуя реакторный блок.
Важным аспектом является то, что при коксовании остатка висбрекинга, прошедшего
предварительную термическую обработку, значительно снижается образование пены в коксовой камере при прочих равных условиях, что позволяет более полно использовать объем коксовой камеры для заполнения коксом без повышения риска переброса коксующейся массы. В частности, на одном из НПЗ попытки вовлечения асфальтита в сырье коксования вместе с гудроном привели к значительному пенообразо-ванию в коксовой камере, перебросам кокса в колонну и ухудшению прочности кокса, тогда как при коксовании остатка висбрекинга смеси гудрона и асфальтита на той же установке такие явления не наблюдаются и технология промыш-ленно используется до настоящего времени.
Вакуумный газойль висбрекинга значительно превосходит по качеству тяжелый газойль коксования по таким показателям, как групповой химический состав и коксуемость, поэтому при глубокой переработке нефтяных остатков коксование вакуумированного остатка висбрекинга позволяет снизить долю тяжелого газойля коксования в общем объеме газойлей для дальнейшей каталитической переработки на НПЗ и уменьшить технологические проблемы, связанные именно с тяжелым газойлем коксования по сравнению с вариантом прямого коксования гудрона.
Также представляет интерес использование вакуумированного остатка висбрекинга при высокой температуре (250—300 оС) в качестве энергетического топлива энергоблоков НПЗ (ТЭЦ) с очисткой дымовых газов от оксидов серы и вовлечением оксидов серы в производство элементарной серы (или серной кислоты) на НПЗ 9.
Литература
1. Гари М. Сиели Висбрекинг — следующее поколение //Нефтегаз.- 2000.- № 1.- С. 77.
2. Пивоварова Н. А., Туманян Б. П., Белинский Б. И. Висбрекинг нефтяного сырья. // Киев: Техника, 2002.- 63 с.
3. Башкирская нефть. Корпоративная газета АНК «Башнефть».- 2010.- № 3.
4. Везиров Р. Р., Гареев Р. Г., Обухова С. А., Ве-зирова Н. Р., Халиков Д. Е.// Химия и технология топлив и масел.- 2010.- № 1.
5. Везиров Р. Р., Арсланов Ф. А., Теляшев Г. Г., Обухова С. А., Везирова Н. Р., Халиков Д. Е. // Химия и технология топлив и масел.- 2009.- № 6.
6. Везиров Р. Р., Обухова С. А., Везирова Н. Р., Султанов Т. Х. // Химия и технология топлив и масел.- 2009.- № 2.
7. Везиров Р. Р., Султанов Т. Х., Теляшев Э. Г. // Химия и технология топлив и масел.- 2009.-№ 4.
8. Везиров Р. Р., Обухова С. А., Теляшев Э. Г. // Химия и технология топлив и масел.- 2006.-№ 2.
9. Везиров Р.Р.//Мир нефтепродуктов.- 2010.-№ 2.
