CC BY
30НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА
УДК 665.642.2
А.К. Курочкин, к.т.н., технический директор ООО «НПЦ «Термакат»
А.А. Курочкин, директор ООО «НПЦ «Термакат»
ПОВЫШЕНИЕ РЕНТАБЕЛЬНОСТИ МАЛЫХ НПЗ ЗА СЧЕТ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ И ПРОИЗВОДСТВА ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ
Блок полной монтажной готовности глубокой переработки мазута до дизельных фракций и дорожных битумов рекомендуется для дополнительного монтажа на действующих мини-АТс целью повышения рентабельности малых НПЗ до 40-60%.
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 судовым моторным топливам. Количественный выход светлых фракций зависит от свойств нефти и может достигать до 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.
Блок привязывается к технологическому потоку мазута, направляемому с установки АТ или из товарного парка НПЗ. Строительство и привязка установки УГПМ не требует остановки действующего производства.
В качестве дополнительных опций предлагаются: блоки гидроочистки дизельной фракции, модульная водородная установка, позволяющие выпускать дизельное топливо квалификации Евро-3, и блок глубокого обессеривания дизельного топлива, позволяющий довести его квалификацию до Евро-5. Все сервисные инжиниринговые услуги и консультации, включая проектную привязку, монтаж и пусконаладку, осуществляет разработчик. Нестандартное нефтезаводское оборудование производит изготовитель, который комплектует блоки 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 топливах».
Для переработки более тяжелых или более сернистых прямогонных мазутов, или вторичных мазутов, или не-фтеконцентратов, выделяемых из не-фтешламов, разработаны установки
Таблица 1. Требования к качеству сырья
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ МЕТОД ИСПЫТАНИЙ ЗНАЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ
Плотность при 150С, г/см3, не более ASTM D4052 0,970
Кинематическая вязкость при 800С, сСт, не более ASTM D 445-2004 16,0
Содержание воды, % масс., не более ASTMD95 0,5
Содержание общей серы, % масс., не более ASTM D4294 3,0'
Содержание мехпримесей, % масс., не более DIN 51 419,DIN 51 592 0,1
Коксуемость по Конрадсону, % масс., не более ASTM D189 15
Температура застывания, 0С ASTM D 97 Не норм.
Температура вспышки (в открытом тигле), 0С ASTM D 92 Не норм.
1 При большем содержании серы не гарантируется требования ТУ по содержанию серы в светлом продукте
Таблица 2. Материальный баланс установки УГПМ 40/80 для различных видов сырья
СЫРЬЕ выход продуктов, % МАСС.
Газтопливный по СТП Светлые продукты Остаточные продукты2
Бензиновая фракция Печное быто-вое 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 >300С) 4-5 До 5 75-80 До 15 -
Мазут прямогонный сернистый (<970 кг/м3, S<3,0% масс. Тзаст >250С) 2-3 Отс. 57-62 35-40 -
3-4 То же 66-72 - 25-30
МазутЗ прямогонный тяжелый высокосернистый (<1000 кг/м3, S>3,5% масс. Тзаст >250С) 2-3 То же 27-384 50-60 -
3-4 То же 41-524 - 45-55
Мазут вторичный высокосернистый (<1000 кг/м3, S>4% масс., Тзаст >250С) 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
типа УГПМ(Т), комплектуемые дополнительными технологическими блоками подготовки сырья.
ПРОДУКЦИЯ
Товарный баланс УГПМ-40/80 определяется химическим составом и физикохимическими 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 520562003,
• битумные эмульсии по ГОСТ Р 521282003
• 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 разработчиком 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 три интерва-
ла номинальной мощности, т/г.: 40/80, 100/250 и 500/1500.
Малотоннажная установка УГПМ-40/80 позволяет перерабатывать от 40 до 80 тыс. т. прямогонного мазута в год.
Требуемая площадь:
под технологический блок - 25х24 м.
Длительность непрерывного пробега:
не менее 8400 час. в год.
Работа на пониженной производительности:
70% от расчетной производительности.
Работа на повышенной производительности
110% 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).
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА \\ 35
НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА
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 технологическому потоку мазута. 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—1150С) 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,осернению, компаундируется с реологическими и адгезионными присадками для получения битумов и битумных композитов требуемого качества.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОНТАЖА УГПМ
Обеспечение глубины переработки нефти - это в первую очередь увеличение на 20-40% 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 нефтехими-
ческого 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 т переработанного мазута с отбором светлых до 85% на нефть - 2000 руб. Переработка 50 тыс. т мазута в год позволит получить дополнительную прибыль: 50000х2000=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 -110 млн руб,
• ИТОГО - 130 млн руб.
Срок возврата инвестиций:
130 : (100 : 12) = 16 месяцев!
Таблица 3. Гарантируемое качество продукции УГПМ-40/80
ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА ГАРАНТИРУЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НАЗНАЧЕНИЕ ПРОДУКТА
Дизельное топливо (печное бытовое топливо)
10 % перегоняется при температуре, 0С, не ниже 180 ГОСТ 2177-82
90% перегоняется при температуре, 0С, не выше 360
Кинематическая вязкость при 200С, мм2/с, не более 3,5 (8,0) ГОСТ 33-82
Температура застывания, 0С, не выше -15 ГОСТ 20287-74 Товарный продукт
Температура вспышки в закрытом тигле, 0С, 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 250С при 00С 60-90 10 ГОСТ 11501-78
Температура размягчения по КиШ, 0С, не ниже 45 (51) ГОСТ 11506-73
Температура хрупкости по Фраасу, 0С, не выше -6 (-12) ГОСТ 11507-78
Температура вспышки, 0С, не ниже 240 ГОСТ 4333-87 Товарный продукт
Дуктильность при 250С, см, не менее, >100 ГОСТ 11505-75
Изменение температуры размягчения после прогрева, 0С, не более 6 ГОСТ 11506 ГОСТ 11954
7. Сцепление, по образцу №: с песком/с гранитом после прогрева, с песком/с гранитом 1/1 1/1 ГОСТ 18180-72
на правах рекламы
Поточная схема блока УГПМ на Кондинском НПЗ
• Мощность: 40-80 тысяч тонн/год
• Основное сырье: прямогонный мазут
• Продукция: печное бытовое топливо по ТУ 38.101656-87 битум дорожный по ГОСТ 22245-90
• Управление: АСУТП
• Расходные нормы: электроэнергия 200 КВгч природный газ (пусковой) до 150 нм3/ч вода пресная до 1 м3/ч
• Сопутствующая продукция: топливный газ до 100 нм3/ч
• Дизайн: трехуровневая этажерка 8х24х(6х2)м
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 промплощадке - 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.
Литература:
1. Курочкин А.К., Курочкин А.В., Гимаев Р.Н., Курочкин А.А. Малобюджетная модернизация действующих НПЗ на углубление переработки нефти// Территория Нефтегаз. 2006, № 12, с. 44-49.
2. Курочкин А.К., Курочкин А.В., Гимаев Р.Н., Курочкин А.А. Малобюджетная модернизация действующих НПЗ на углубление переработки нефти// Территория Нефтегаз. 2007, №2, с.40-43.
450059, г. Уфа, ул. Р. Зорге, 35 тел./факс: (347) 223-74-15, 223-74-17 e-mail: armgarant@ufamail.ru www.armgarant.ru
