CC BY
47
СЕРИЯ «ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ И НАУКИ О ЗЕМЛЕ»
УДК 66.011
А.С. Юшкевич, М.А. Тимошкина
ВОЗМОЖНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКООКТАНОВЫХ БЕНЗИНОВ В
ОАО «НАФТАН»
Белорусский государственный технологический университет, г. Минск
Каталитический риформинг бензинов является важнейшим процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Он служит для одновременного получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов, ароматических углеводородов - сырья для нефтехимического синтеза, водорода, используемого в гидрогенизационных процессах нефтепереработки. Каталитический риформинг является в настоящее время наиболее распространенным методом каталитического облагораживания прямогонных бензинов. Установки каталитического риформинга имеются практически на всех нефтеперерабатывающих заводах. В подтверждение вышесказанному можно привести таблицу 1, из которой видна структура суммарного бензинового фонда различных стран [1].
Таблица 1 - Структура суммарного бензинового фонда различных стран
Показатель Россия США Западная Европа
Объем бензинового фонда, млн. т / год 29 330 130
Компонентный состав, % об. - бутаны 5,7 7,0 5,0
- риформат 54,1 34,0 48,2
- бензин каталитического крекинга 20,0 35,5 27,0
- изомеризат 1,5 5,0 5,0
- алкилат 0,3 11,2 5,0
- оксигенаты 0,2 3,6 2,0
- прямогонный и гидроочищенный бензин 13,3 3,1 7,3
- бензин термических процессов 4,9 0,6 0,5
В связи с тем, что каталитический риформинг является основным процессом получения высокооктановых компонентов автобензина на нефтеперерабатывающих заводах стран постсоветского пространства и большинство действующих установок физически и морально устарели, перед заводами ставится задача реконструкции старых установок или строительства новых.
ОАО «Нафтан» является старейшим нефтеперерабатывающим предприятием Республики Беларусь. С 2011 года реализуется пяти летняя инвестиционная программа, согласно которой произойдёт увеличение объемов
52
Научные стремления, 6’13
переработки нефти до 12 млн. тонн в год [2]. Это планируется осуществить за счёт строительства установки АТ - 8 мощностью 6 млн. тонн в год с одновременным выводом из эксплуатации установки АВТ - 2 [2]. В виду увеличения количества прямогонного бензина после введения в эксплуатацию установки АТ - 8 и высокой степени морального и физического износа основных производственных фондов установок «Риформинг - 1» и «Риформинг - 4» суммарной мощностью по сырью 600 тыс. тонн в год предлагается ввести в эксплуатацию вместо существующих установок установку каталитического риформинга мощностью 1000 тыс. тонн в год [2].
В качестве сырья новой установки можно использовать прямогонный бензин с установок АВТ - 6 и АТ - 8, нестабильный бензин с установки АВТ -2, а также в качестве компонента - тяжелый бензин гидрокрекинга.
Из множества вариантов ведения процесса целесообразно внедрить схему с непрерывной регенерацией катализатора. Преимущества риформинга с движущимся слоем катализатора - непрерывность процесса, постоянство выхода и качества получаемого риформата и ВСГ, возможность эксплуатации в жестком режиме с глубокой ароматизацией сырья при низком давлении (0,7 -1,2 МПа) и низком молярном отношении водород : сырье. С точки зрения термодинамики проведение процесса при низком парциальном давлении водорода приводит к существенному увеличению селективности процесса за счет снижения скорости реакций деалкилирования ароматических соединений с большим молекулярным весом (С9 и выше), конечным продуктом которых в основном является бензол. Вследствие этого выход наиболее ценных компонентов - толуола и ксилолов, увеличивается соответственно до 25 и 30 % при одновременном снижении доли бензола. Содержание бензола в составе риформата сокращается на 19,5 % об. по сравнению с риформатом, получаемым на установках, работающих по полурегенеративной схеме. Также происходит смещение термодинамического равновесия в сторону образования целевого продукта - катализата [3].
Но, не смотря на все преимущества, данный вариант ведения процесса имеет ряд существенных недостатков, к которым можно отнести более высокие капитальные затраты на строительство установки, сложность аппаратурного оформления.
Из опыта эксплуатации установок каталитического риформинга целесообразно оборудовать установку теплообменником типа Packinox, что позволит увеличить температуру нагрева сырья перед реакторами риформинга, и тем самым сократить затраты на топливо при подогреве сырья риформинга в печи [4].
Увеличение количества автомобилей приводит к возрастанию количества токсичных выбросов в окружающую среду, что обуславливает необходимость ужесточения норм на выбросы и требований к качеству моторных топлив. В странах ЕС ужесточаются требования к содержанию в автомобильных бензинах серы и бензола, вводятся новые ограничения на содержание ароматических и олефиновых углеводородов, а также различных спиртов и эфиров. Жесткие
53
требования к содержанию серы в автомобильных бензинах обусловлены тем, что при её сгорании образуется оксид серы который негативно влияет на экологию, а бензол и продукты его неполного сгорания являются сильными канцерогенными веществами [5]. В таблице 2 представлены европейские требования к качеству бензинов.
На основании вышесказанного целесообразно оборудовать установку блоком удаления бензола. На сегодняшний день есть три основных способа удаления бензола: экстракция бензола из бензина риформинга, регулирование его содержания посредством варьирования фракционного состава сырья и гидроизомеризации бензола в метилциклопентан. Последний позволяет перерабатывать бензолсодержащие фракции риформатов в продукты с минимальным содержанием бензола, сохраняющие высокие октановые числа смешения, что позволяет получать бензины с хорошими антидетонационными свойствами при компаундировании с гидроизомеризатами [1].
Таблица 2 - Европейские требования к качеству бензинов
Показатель Значения показателей
Стандарт Евро-3 Евро-4 Евро-5
Г од начала действия стандарта 2000 2005 2010
Плотность, кг/м 720-780 720-780 720-780
Давление насыщенных паров, кПа 64-66 60 60
Содержание , не более - серы, ppm 150 50 10
- ароматики, % об. 42 35 25
- бензола, % об. 1 1 1
- олефинов, % об. 18 15 5
Учитывая выше сказанное в ОАО «Нафтан» целесообразно построить установку каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора и блоком гидроизомеризации. Данное мероприятие позволит предприятию увеличить объём выпускаемого высокооктанового бензина, который будет соответствовать самым жёстким мировым требованиям.
Список литературных источников:
1. Кондрашев, ДО. Совместное применение технологии межступенчатой ректификации риформата и процесса РЕГИЗ для получения компонентов бензинов с улучшенными экологическими свойствами / Д.О. Кондрашев, А.Ф. Ахметов // Нефтегазовое дело.-2006.-№ 2.-С. 21-30.
2. Открытое акционерное общество «Нафтан» [Электронный ресурс] / ОАО «Нафтан».
- Новополоцк, 2004. - Режим доступа : http://www.naftan.by/ru/default_ru.aspx. - Дата доступа: 30.04.2013.
3. Абросимов, А.А. Экология переработки углеводородных систем / А.А. Абросимов.
- М.: Химия, 2002. - 608 с.
4. ООО “Эйркул” официальный дистрибьютор компании Alfa-Laval. [Электронный ресурс] / ООО “Эйркул”. - Санкт-Петербург, 2007. - Режим доступа : http://www.alfa-laval.su/tehnicheskaya_informaciya_alfa_laval. - Дата доступа: 30.04.2013.
54
Научные стремления, 6’13
5. Третьяков, Е.А. Требования к автомобильному, авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту / Е.А. Третьяков // Сибирская нефть.-2013.-№ 3.-С. 21-25.
A.S. Yushkevich, M.A. Tsimoshkina
POSSIBILITIES OF IMPROVEMENT OF THE PRODUCTION TECHNOLOGY HIGH-OCTANE COMPONENT OF GASOLINE ON JSC «NAFTAN»
Belarusian state technological university, Minsk Summary
The existing technology of receiving a high-octane component of autogasoline on JSC «Naftan» is considered. For elimination of the revealed shortcomings the most progressive technology of catalytic reforming of gasoline with continuous regeneration of the catalyst and the hydroisomerization block is offered. Introduction of new technology will allow the enterprise to let out the high-octane gasoline meeting the most rigid ecological requirements.
55
