CC BY
133
ХИМИЧЕСКАЯ ПХНОЛОГИ9 ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЯЕСТНИК »#2 (90) 2010
УДК665.644.2 о С ЛОМОВА
Е. И. ЯКОВЛЕВА
Омский государственный технический университет
ПОЛУЧЕНИЕ ТОПЛИВ И СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ НА КОМБИНИРОВАННЫХ УСТАНОВКАХ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ _______________________
В статье рассмотрены варианты переработки нефти, сочетающие сложные каталитические и термические процессы. Предложено применение комбинированных установок с блоком каталитического крекинга для производства топлив и сырья нефтехимии. С целью использования тепла и энергии химических реакций для производства максимального количества целевых продуктов с лучшим качеством. Ключевые слова: комбинированные установки, вакуумная перегонка, каталитический крекинг, ректификация, висбрекинг.
Экономическая эффективность современного нефтехимического производства определяется степенью превращения сырья и использования вторичных ресурсов. В последние годы экономика ориентирована на сокращение потребления энергетических ресурсов на единицу производимой продукции, что значительно влияет на ее себестоимость. В России показатель глубины переработки нефти заметно отстает от мирового уровня и создание комбинированных установок—один из путей снижения общих затрат производства.
Достижение высоких выходов бензина, дизельною и реактивного топлив, а также получение ценных сжиженных газов при обеспечении наилучшего качества возможно благодаря оптимальному подбору мощностей отдельных установок. В схемах как зарубежных, так и отечественных НПЗ нефтехими-ческого профиля получили развитие комбинированные варианты переработки нефти, сочетающих углубляющие каталитические и термические процессы, а также современные технологии по облагораживанию получаемых дистиллятов. Комбинированные установки предназначены для глубокой переработки мазута по топливному варианту с целью получения высокооктанового компонента бензина, фракций ППФи ББФ, компонентов дизельного и котельного топлив, гудрона, МТБЭ 11).
Комбинирование процессов в составе единой установки осуществляется для обеспечения максимальною использования тепла, энергии и материалов; для технологической прочности, когда продукты (катализатор) одного процесса являются сырьем (катализатором) других процессов; для технологической эффективности (получения большего количества целевых продуктов и лучшего качества); для полной переработки исходного сырья в продукты.
Весьма эффективны комбитгированные установки по производству топлив и сырья для нефтехимии из вакуумных дистиллятов и мазута, включающие блок каталитического крекинга. Наиболее простым вариантом в таких установках является сочетание вакуумной перегонки мазута, каталитического крекинга вакуумного дистиллята, ректификации продуктов крекинга и газоразделения. Подобная схема применяется на многих российских НПЗ.
При комбинировании нескольких технологических процессов в единую управляемую установку достигается |2]:
— экономия капитальных вложений в результа те сокращения резервуарных парков, трубопроводов, технологических коммуникаций, компактного расположения аппаратов, объединения насосных, компрессорных, операторных;
— экономия эксплуатационных затрат в результате снижения удельных расходов энергии, пара, топлива и охлаждающей воды за счет объединения стадий фракционирования, теплообмена, исключения повторных операции нагрева и охлаждения, увеличения степени утилизации теила отходящих потоков и др., а также в результате сокращения численности обслуживающего персонала из-за более высокого уровня автоматизации;
— снижение потерь недуге продуктов и количества стоков и, следовательно, количества вредных выбросов в окружающую среду.
В настоящее время в России разработан и действует ряд комбинированных установок различного назначения и принципов работы: установка неглубокой переработки нефти ЛК-бу; углубленной переработки нефти ГК-3; установка перерабо гки вакуумною газойля Г-43-107; переработки мазута КТ-1, включающей комбинированную установку Г-43-107 с секциями вакуумной перегонки мазута и висбре-кинга гудрона; установка переработки мазута КТ-1у, отличающейся от КТ-1 использованием процесса легкою гидрокрекинга вместо гидроочиегки вакуумною газойля; установка переработки мазута КТ-2, которая отличается от КТ-1у использованием глубоковакуумной перегонки с отбором фракции 350 - 540’С без процесса висбрекинга (31. В 80 — 90-е годы пущены в эксплуатацию НПЗ нового поколения с использованием комбинированных высокопроизводительных установок ЛК-бу и КТ-1 для углубленной переработки нефти в г. Павлодаре, Чимкенте и Чарджоу. В их состав дополнительно входят такие процессы, как алки-лирование, коксование, производство водорода, серы, битума и т. д. Набор разнообразных технологических процессов, входящих в состав российских комбинированных установок (табл. 1).
Процесс каталитического крекинга является од-
Схемы технологических процессов комбинированной переработки нефти
Технологический процесс ЛК-бу ГК-3 Г-43-107 КТ-1 КТ-1у КТ-2
ЭЛОУ-ЛТ + - - - - -
ЭЛОУ-АВТ - + - - - -
Вакуумная перегонка мазута - - - + + -
Глубоковакуумная перегонка мазута - - - - - +
Вторичная перегонка бензина - + - - - -
Г идроочистка бензина + + - - - -
Гидроочистка керосина + - - - - -
Г идроочистка дизельного топлива + • - - - -
Г идроочистка вакуумного газойля - - + + - -
Легкий гидрокрекинг вакуумного газойля - • * - + +
Катали тический риформинг бензина + - - - - -
Каталитический крекинг вакуумного газойля - + + + + +
Г азофракционирование + + + + + +
Висбрекинг гудрона - 4- - + + -
Рис. 1. Блок-схема комбинированной установки КТ-1/1
ним из наиболее распространенных крупнотоннажных процессов углубленной переработки нефти, который успешно используется в комбинированных схемах нефтепереработки. Целевым назначением каталитического крекинга является производство высокооктановых бензинов и ценных сжиженных газов — сырья для последующих производств высокооктановых компонентов бензинов изомерного строения: алкила и метил-трибутилового эфира, а также сырья для нефтехимических производств. Получающийся в процессе легкий газойль используется обычно как компонент дизельного топлива, а высокий газойль (с высоким содержанием полицик-лической ароматики) — как сырье для производства технического углерода или высококачественного электродного кокса (например, игольчатого). Как правило, для установок крекинга используется тяжёлое углеводородное сырьё (вакуумные дистиллят ыс фракции, иногда мазут атмосферной пе-
регонки и гудрон) состоящее, в основном из парафиновых углеводородов.
На Омском НПЗ используют переработку вакуумною газойля на комбинированных установках типа КТ-1/1 и Г-43-103 [4]. Комбинированная установка глубокой переработки мазута КТ-1/1 объединяет в единый технологический процесс вакуумную перегонку мазута, висбрекинг гудрона, гидроочистку сырья каталитического крекинга, каталитический крекинг, абсорбцию, стабилизацию и фракционирование продуктов крекинга, демеркаптанизацию бутан-бутилеиовой фракции, производство метил-третичнобутилового эфира (МТБЭ), моноэтанола-миновую очистку углеводородных газов (рис. 1). Кроме технологических процессов на установке предусмотрена утилизация тепла дымовых газов от труб-чаш х печей и каталитического крекинга, утилизация тепла технологических потоков.
Комбинировать установка предназначена для
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНИК 2 (90) 2010
Гсхнико ткономичсскнс показатели комбинированных установок КТ-1 и КТ-2
Показатель КТ-2 КТ-1
Годовой объем переработки мазута, % масс. 100 100
Годовая мощность по целевой продукции, % масс. 97,0 61,6
В том числе:
Автобензин 39,4 30,0
Дизельное топливо 47.9 24,5
Сжиженные газы 4,6 3,6
Сырье для технического углерода 2,8 2,4
на производство серы 2,3 1.1
Удельный расход энергосредств на 1 т основной продукции:
Электроэнер!-ия, Квтч 0,097 0,117
Топлива, т 0,041 0,048
Тепловой энергии, Гкал 0,199 0,291
Оборотной воды, м 5,58 5,85
Г одовая потребность энергосредств, тыс. т у .т. 514,2 404,5
Годовая выработка основной продукции на одного работающего, тыс. т 21,92 17,29
Уровень автоматизации производства 0,85 0.80
Уровень ручного труда, % 11,0 13,0
Сужзй газ 2.7%
Рис. 2. Блок-схема комбинированной установки Г-43-107
глубокой переработки мазута но топливному варианту с целью получения ценных для народного хозяйства нефтепродуктов: высокооктанового компонента автобензина; пропан-пропиленовой и буганбугиле-новой фракций — сырья для процессов алкилирования и нефтехимии; метилтретичнобутилового эфира (МТБЭ) - высокооктановой добавки к бензинам; компонентов дизельного топлива ((фракций гидроочис-тки 160 - 350°С, каталитическою крекинга 195 - 310°С, висбрекинга 160—ЗбО^С, вакуумной перегонки др 350°С; сырья для установки коксования, производства тех-ішческого углерода и в качестве компонента котельного топлива); углеводородного газа, используемого
в качестве топлива для технолотческих печей установки и завода; сероводорода в растворе моноэтано* ламина; гудрона, используемого в качестве сырья установок деасфальтизации, битумной, коксования.
Повышению эффективности висбрекинга и включению его в комбинированные схемы переработки нефти способствовал ряд новых технических решений, таких как использование различных добавок и присадок (ароматических соединений, спиртов, ке-тонов), позволяющих снизить скорость коксооб-разования, подача бензина на турбулизацию с целыо регулирования времени контакта и дополнительного производства легких олефинов.
По сравнению с набором отдельно стоящих установок, на комбинированной установке КТ-1/1 капитальные и эксплуатационные затраты ниже соответственно на 36 и 40%, площадь застройки меньше в 3 раза, а производительность труда выше в 2,5раза |4).
Установка каталитического крекинга Г-43-103 включает следующие секции: гидроочистку вакуумного дистиллята, каталитический крекинг, газоф-ракционирование (рис. 2). Следует отметить, что установка выявляет нее преимущества цеолитсодер-жаших катализаторов и напоминает «Флексикре-кинг» компании «Эксон». Являясь самой удачной из действующих в России и конкурентоспособной на международном уровне, она позволяет получить высокий выход бензина, пропан-пропиленовой, бутан-бутиленовой фракций.
Всего в России, государствах СНГ и Балтии сооружено 8 установок типа Г-43-107 и КТ-1 производительностью 2 млн т/год каждая (на НПЗ в Павлодаре, Москве, Мажейкяе, Баку, Грозном, Уфе, Омске, Лисичанске). Установки КТ-2 являются дальнейшим развитием комплекса КТ-1. они позволят достичь большей глубины переработки нефти, улучшить ассортимент и качесгво получаемых продуктов.
Сравнение в сопоставимых условиях показателей работы комплекса КТ-2 и лучшего отечественного аналога — комплекса КТ-1, разработанного применительно к условиям Ново-Горьковокого НПЗ, выявляет ряд существенных преимуществ комплекса КТ-2: при равной производительности сравниваемых комплексов по мазуту выход целевой продукции на комплексе КТ-2 составляет 97% против 61,6% на комплексе КТ-1; увеличивается выпуск автобензина на
Книжная полка
30,8% и в 2 раза — дизельного топлива (табл. 2).
Возрастает выработка и других ценных продуктов. В результате заметно сокращаю тся удельные расходы энергоресурсов на одну тонну основной продукции, хотя годовая потребность установки КТ-2 в энерго-средствах примерно на 27% больше, чем у аналога.
Библиографический список
(.Каминский, Э. Ф Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты / Э. Ф. Каминский, В. А. Хаи кии. — М.: Изд-во «Техника», 200!. - 384 с.
2. Суханов, В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке: монографии / В. П. Суханов. — 2-е изд., иерераб. н доп. - М.: Химия. 1973. - 413с.
3. Каталитический крекинг. Технологический расчет устапонки с реактором лифтного тина : учеб. пособие / Е. А. Чернышоиа [и др.). — М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. - 73 с.
4. Базовый проект модернизации установки каталитического крекинга Г-43-103 Омского НПЗ. — Омск: Омскнефтехимпроект, 2007. — 175 с.
ЛОМОВА Ольга Станиславовна, кандидат
технических наук, доцент кафедры «Химическая технология органических веществ».
Адрес для переписки: e-mail: 190567@mail.ru ЯКОВЛЕВА Екатерина Игоревна, ассистент кафедры «Химическая технология органических веществ». Адрес дли переписки: e-mail: NHl.OMGTU@mail.ru
Статья поступила н редакцию 18.03.2010 г.
® О. С. Ломова, Е. И. Яковлева
УДК 541
Сергеев, Г. Б. Нанохимия (Текст): учеб. пособие / Г. Б. Сергеев. 288-1.
М.: КДУ, 2007. - 333 с. - ISBN 978-5-98227-
Нанохимия - область науки, связанная с получением и изучением физико-химических свойств частиц, имеющих размеры в несколько нанометров. Подобные частицы могут обладать высокой реакционной способностью в широком интервале температур. В книге на примере различных элементов показано, что исследования в области нанохимии открывают новые возможности синтеза веществ и наноматериалов с неизвестными свойствами. Основное внимание уделено специфике получения и химическим превращениям атомов, кластеров и наночастиц металлов. Специальные разделы посвящены углероду и работам по криохимии атомов и наночастиц металлов. В отдельных главах рассмотрены размерные эффекты в химии и перспективы развития нанохимии.
УДК546
Скрипко, Т. В. Химия биогенных элементов [Текст]: практикум / Т. В. Скрипко; ОмГТУ. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. - 91 с.: рис., табл. - Библиогр.: с. 88.- ISBN 978-5-8149-0782-0.
Теоретическая часть практикума представлена описанием биологической роли 8-, р-, с!- элементов различных групп периодической системы Д. И. Менделеева.
В практическую часть включены лабораторные работы биогенных элементов по 8-, р-. с1-блокам. Для закрепления изучаемого материала даны тесты по биологической роли элементов. Практикум дает возможность применить знания по неорганической химии для понятия биологической роли элементов и прогнозирования токсичности действия соединений элементов для организма.
УДК 502.7
Химия окружающей среды [Текст]: учеб. пособие для вузов но специальностям 656600 «Защита окружающей среды» (специалист), 280300 «Техносферная безопасность» (специалист)... /Т. И. Хаханина [и др.]; под ред. Т. И. Хаханиной. - М.: Юрайт: Высш. образование, 2010.- 130 с.: рис., табл. - (Основы наук).-Библиогр.: с. 129-130.- ISBN 978-5-9916-0291-4. - ЮВЫ 978-5-9692-0597-0.
Изложены основные закономерности функционирования экологических систем и биосферы в целом. Рассмотрены проблемы загрязнения биосферы по разделам: происхождение и эволюция Земли, гидросфера, атмосфера, озоновые дыры в атмосфере, кислотные дожди, последствия и возможные методы решения проблемы, радионуклиды и их воздействие на окружающую среду.
