CC BY
108
И. Р. Хайрудинов (д.х.н., проф., гл.н.с.) 1, А. А. Тихонов (к.т.н., зав. лаб.) 1,
А. Д. Омран (асп.) 2, Э. Г. Теляшев (д.т.н., проф., директор) 1
Выбор варианта термической переработки мазута Иракской нефти
1 Институт нефтехимпереработки РБ 450065, г. Уфа, ул. Инициативная, 12, тел. (347) 2422438, e-mail: [email protected] 2Уфимский государственный нефтяной технический университет 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1, тел. (347) 2431859
I. R. Khairudinov 1, A. A. Tikhonov 1, A. D. Omran 2, E. G. Telyashev 1
Alternative choice of thermal processing of Iraq oil vacuum residue
1Institute Petroleum Refining and Petrochemistry of the RB,
12, Initsiativnaya Str,450065, Ufa, Russia; ph. (347) 2422438, e-mail: [email protected] 2Ufa State Petroleum Technological University
1, Kosmonavtov Str, 450062, Ufa, Russia; ph. (347) 2431859
Рассмотрены термические процессы переработки мазута применительно к сырьевой базе Ирака. Показано, что процесс замедленного коксования мазута Иракской нефти создает дополнительные проблемы, связанные с необходимостью сбыта высокосернистого нефтяного кокса, имеющего ограниченные области применения, а наилучшие перспективы имеет процесс жидкостного термического крекинга мазута, в котором «за проход» получаются наиболее приемлемые вторичные дистилляты, применяемые в качестве сырья для производства моторных топлив.
Ключевые слова: бензиновая фракция; выход дистиллятов; дизельная фракция; замедленное коксование; мазут; термический крекинг.
Основные проблемы, стоящие перед нефтеперерабатывающей промышленностью Ирака, заключаются в необходимости удовлетворения потребности в моторных топливах при минимальном использовании ресурсов сырой нефти и сокращении производства котельного топлива. Решение этих проблем возможно за счет включения в технологические цепочки НПЗ вторичных процессов переработки остатков нефти с получением дополнительных вторичных дистиллятных фракций, гидрокаталитическим облагораживанием которых (в смеси с прямогонными дистиллятами) достигается существенное увеличение выпуска моторных топлив. Заметное место в этой связи отводится термическим процессам, обладающим высокой гибкостью и относительно низким уровнем
Дата поступления 22.05.12
The article investigates the thermal processes of vacuum residue processing with reference to the Iraq feed base. It is shown that the process of liquid thermal cracking of vacuum residue is the most promising variant, permitting to obtain «by one run» the secondary distillates, suitable for use as a feed for production of motor fuels.
Key words: delayed coking; diesel fraction; gasoline fraction; thermal cracking; vacuum residue; yield of distillates.
фондоемкости, что позволяет успешно конкурировать с гидрогенизационными процессами переработки остатков нефти 1.
В качестве подходящего сырья для термической переработки нами рассматриваются атмосферные остатки нефти (мазуты), получаемые на заводах Ирака с небольшой производительностью по сырью. Эти мазуты отбираются от нефтей на установках ЭЛОУ-АТ с выходом (43—45 %), имеют плотность в пределах 938—967 кг/м3 и содержат 3.9—4.2 % серы.
В работе 2 показаны возможности процессов термического крекинга и замедленного коксования мазута легкой аравийской нефти плотностью 953.5 кг/м3, коксуемостью — 7.6% и содержанием серы — 3%. При термическом крекинге мазута по схеме двухпечного крекинга, когда в печь крекинга тяжелого сырья подается
мазут, а в печь крекинга легкого сырья — смесь легкого газойля и вакуумного газойля, выделяемого из крекинг-остатка, достигнуты глубокие отборы бензиновой фракции (15.3%) и дизельной фракции (31.8%). Выход крекинг-остатка с низа вакуумной колонны относительно невелик (46.4%), однако требуется его разбавление дистиллятом из-за высокой вязкости, не соответствующей требованиям на котельное топливо (табл. 1).
Таблица 1 Выходы продуктов крекинга и коксования мазута
Наименование Двухпечной Замедленное
показателей термический коксование
крекинг
Взято: мазут, % мас. 100.0 100.0
Получено:
- газ 6.5 12.3
- бензиновая фракция 15.3 19.9
- дизельная фракция 31.8 42.5
- крекинг-остаток 46.4 -
- тяжелый газойль - 4.3
- нефтяной кокс - 21.0
Всего 100.0 100.0
В случае замедленного коксования того же мазута, осуществленного под повышенным давлением и с высоким значением коэффициента рециркуляции, достигаются еще более значительные отборы бензиновой фракции (19.9%), дизельной фракции (42.5%) при минимальном выходе тяжелого газойля — 4.3%. При этом выход кокса составил 21%. Высокие выходы вторичных дистиллятов (47.1—62.4 %), полученные в условиях «жесткого» ведения про-
2
цессов крекинга и коксования , позволяют существенно увеличить ресурсы сырья для процесса гидроочистки дизельного топлива. Однако дистиллятные продукты, полученные в этих условиях, обладают более высокими значениями иодного числа, а в случае дизельной фракции еще и более низким значением цетанового числа (35—38 пунктов).
Эта ситуация в приложении к условиям Ирака заставила нас отдать предпочтение термическим процессам, осуществляемым «за проход» (без рециркуляции) и приводящим к более низким значениям иодных чисел.
Осуществление процесса однократного жидкофазного термического крекинга мазута, который осуществляется в печи тяжелого сырья с выводом потока в реакционную камеру, имеющую конструкцию, близкую к реактору «идеаль-
3
ного» вытеснения , снижает чрезмерную ароматизацию дизельной фракции (табл. 2, 3).
Таблица 2 Материальный баланс процесса жидкофазного термического крекинга мазута Иракской нефти (плотность - 958 кг/м3, содержание серы -4%, коксуемость - 9.6%)
Наименование Значение
показателей
Взято: мазут, % мас. 100.0
Получено:
- газ топливный 2.8
- рефлюкс 1.3
- бензиновая фракция 12.3
- дизельная фракция 24.8
- крекинг-остаток 58.8
Всего 100.0
Таблица 3 Характеристика дистиллятов термического крекинга мазута
Показатели Бензиновая Дизельная
фракция фракция
Плотность при 20 °С, кг/м3 774.7 876.9
Содержание серы, % 1.13 2.69
Иодное число, г 12/100г 58.7 25.5
Фракционный состав, % - начало кипения, °С 37 184
- 10% выкипает при 65 236
- 50% выкипает при 124 293
- 90% выкипает при 161 321
- конец кипения, °С 187 345
Цетановый индекс - 45
Выход суммы бензиновой и дизельной фракций в случае жидкофазного термического крекинга довольно высок — 37%, иодные числа фракций заметно ниже значений, получаемых в условиях двухпечного крекинга (95—103 г 12/100г для бензина, 47—57 г 12/100г для дизельной фракции), цетановый индекс достигает уровня 45 пунктов. Крекинг-остаток, полученный в условиях жидкофазного термического крекинга, при плотности 989 кг/м3, содержании серы — 4.5% имеет вязкость при 80 °С в пределах 57 сСт.
Замедленное коксование мазута Иракской нефти плотностью 958 кг/м3, коксуемостью 9.6% и содержанием серы 4% в условиях нулевого значения коэффициента рециркуляции позволяет также получить вторичные дистилляты приемлемого качества по иодному числу и цетановому индексу (табл. 4, 5).
Таблица 4 Материальный баланс коксования мазута Иракской нефти
Наименование показателей Значение
Взято: мазут, % мас. 100.0
Получено:
- газ 11.1
- бензиновая фракция 8.9
- дизельная фракция 33.4
- тяжелый газойль 28.4
- нефтяной кокс 18.2
Всего 100.0
Таблица 5
Характеристика дистиллятов коксования
Показатели Бензиновая Дизельная
фракция фракция
1. Плотность при 20°С, кг/м3 772.1 867.8
2. Содержание серы, % 1.02 2.49
3. Иодное число, г 12/100г 77.5 35.6
4. Фракционный состав, % - начало кипения, °С 31 180
- 10% выкипает при 71 229
- 50% выкипает при 125 286
- 90% выкипает при 160 330
- конец кипения, °С 183 351
5. Цетановый индекс - 44
Выход вторичных дистиллятов при коксовании мазута выше, чем в условиях термического крекинга (42.3 и 37.1 %, соответственно), отношение вторичных дистиллятов — дизельная фракция / бензин в случае продуктов коксования выше (3.75), чем в продуктах терми-
ческого крекинга (2.0). Побочными продуктами коксования являются тяжелый газойль плотностью 958.6 кг/м3, содержанием серы 2.7% и вязкостью при 80 °С — 10.5 сСт, и нефтяной кокс, имеющий следующие параметры: выход летучих веществ — 7.7%, содержание серы — 4.48%, содержание ванадия — 0.039%, содержание никеля — 0.007%.
Учитывая качественные показатели продуктов и соотношение легких и тяжелых компонентов вторичных фракций — сырья для производства моторных топлив — применительно к условиям переработки мазутов, получаемых из Иракских нефтей, следует отдать предпочтение процессу жидкофазного термического крекинга, в котором получается больше вторичного бензина (12.3% на сырье) и нет кокса. Процесс замедленного коксования мазута Иракской нефти создает дополнительные проблемы, связанные с необходимостью сбыта высокосернистого нефтяного кокса, имеющего ограниченные области применения.
Литература
1. Конь М. Я., Зелькинд Е. М., Шершун В. Г. Нефперерабатывающая и нефтехимическая промышленность за рубежом.— М.: Химия, 1986.- С. 141.
2. Стольфа Ф. // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом.- 1980.- №5.- С. 60.
3. Хайрудинов И. Р., Тихонов А. А. // Баш. хим. ж.- 2011.- Т. 18, №1.- С. 75.
