1-сырьё; 2-водяной пар; 3-углеводородный газ; 4-кислая вода; 5-нестабильная бензиновая фракция; 6-газойлевая фракция; 7-котельное топливо.
Обычно кокс из сокера удаляют путем резки водой под высоким давлением. В результате образуется значительное количество воды, загрязненной частицами кокса, которую необходимо удалять, фильтровать и возвращать для повторного использования. В отличие от установок замедленного коксования (УЗК.) установки висбрекинга обычно не оснащены оборудованием для резки кокса и очистки загрязненной воды. Затраты на это оборудование на установке висбрекинга экономически не оправданы,
Качество и выходы продуктов на установках обоих типов при одинаковой жесткости режима в целом одинаковы и не зависят от конфигурации установки.(9)
Россия, на пороге XXI века, несмотря на спад производства, остается достаточно крупным мировым экспортером добываемых нефтей и потенциально мощным производителем нефтепродуктов на базе их переработки. В производственном потенциале мировой нефтепереработке Россия продолжает занимать достойное второе место в мире после США. Однако, по объему реальной переработки нефти российская нефтеперерабатывающая промышленность переместилась за последние годы на четвертое место, уступив второе место - Японии и третье – Китаю.
Переработка нефтяного сырья на российских НПЗ осуществляется с недостаточной загрузкой мощностей производственного потенциала и с низкой (относительно мировой) степенью конверсии мазута. Целевые нефтепродукты – автобензины, дизельные топлива, топочные мазуты, смазочные масла – по эксплуатационным и экологическим свойствам уступают в серийном производстве мировому уровню.
Решением выше изложенной проблемы, суперприоритетным направлением, является развитие российской нефтеперерабатывающей промышленности по углублению переработки нефтяного сырья. Основными базовыми процессами деструктивной переработки мазута выступают процессы каталитического крекинга и гидрокрекинга, которые требуют оснащения оборудованием целых комплексов, дополнительных процессов и установок. ОАО “Саратовский НПЗ ” не в состоянии инвестировать такие дорогостоящие комплексы со сроками окупаемости до двух-трех лет.
В связи с этим наиболее приоритетным направлением является создание современной технологической схемы производства с небольшими материальными и энергетическими затратами и коротким сроком окупаемости.
Одним из эффективных и гибких вторичных процессов переработки мазутов и гудронов является висбрекинг, отличительной особенностью которого, по сравнению с другими процессами переработки нефти и нефтепродуктов, являются низкие капитальные и энергетические затраты. Висбрекинг, при относительной простоте технологического и аппаратурного оформления, позволяет вырабатывать из нефтяных остатков котельные топлива требуемого качества без разбавления легкими топливными фракциями, перерабатывать остаточные фракции в дистиллятные, получать дополнительно некоторое количество средних и легких фракций.
Процесс висбрекинга – это разложение тяжелых остатков нефтепереработки при умеренной (470-490оС) температуре и давлении(5-20 кгс/см2).
Решение о включении висбрекинга в схему НПЗ принимается обычно исходя из следующих задач:
- уменьшения вязкости остаточных потоков с целью сокращения расхода высококачественных дистиллятов, добавляемых в котельное топливо для доведения его вязкости до требования спецификаций на готовый продукт;
- необходимости переработки части остатков в дистилляты, в частности в вакуумный газойль - сырье крекинга;
- углубление переработки нефти.
Основная цель строительства секции висбрекинга гудрона на ОАО «Саратовский НПЗ» - углубление переработки нефти на заводе. Ввод в эксплуатацию установки висбрекинга гудрона увеличит глубину переработки нефти с 51,4% до 73,7%.
Существует две схемы проведения процесса висбрекинга:
- проведение реакции висбрекинга в печном змеевике;
- проведение реакции висбрекинга в реакционной камере.
Типичным сырьем висбрекинга являются мазуты и гудроны. Степень конверсии этих остатков обычно составляет 10-15% в зависимости от их физико-химических характеристик и режима. На «Саратовском НПЗ» в качестве сырья используется гудрон - остаточный продукт вакуумной колонны установки ЭЛОУ-АВТ-6.Годовое производство гудрона составляет 1 млн.тонн.
Продуктами висбрекинга являются: топливный газ, бензиновая фракция и мазут топочный М-100.
Продукты установки висбрекинга используются:
- газ углеводородный (топливный) после очистки от сероводорода раствором амина используется в качестве топлива на установке и других объектах завода;
- бензиновая фракция после очистки используется в качестве компонента при приготовлении бензина А-80;
- топочный мазут М-100 используется в качестве жидкого топлива на электростанциях, ТЭЦ, и т.д.:
- рынок бензина А-80 и мазута практически неограничен.
Одной из главных задач на Саратовском нефтеперерабатывающем заводе является рациональное использование природных и энергетических ресурсов, а также материалов, реагентов, полуфабрикатов и готовой продукции необходимых для ведения технологического процесса.
В ходе изучения технологической схемы и потоков нефтепродуктов на установке висбрекинг было выявлено не рациональное использование регенерации тепла циркуляционного орошения (лёгкого газойля, фракция 350-420°С) колонны К-101.В целях экономии энергоресурсов было предложено:
1. Установка висбрекинга гудрона предназначена для получения из гудрона компонента котельного топлива и светлых нефтепродуктов.
2. Процесс висбрекинга - умеренный термический крекинг тяжелых нефтяных остатков с целью снижения их вязкости.
Сырье секции висбрекинга – гудрон, получаемый на блоке вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ-АВТ-6 при переработке смеси нефтей, поступающих на Саратовский нефтеперерабатывающий завод.
Целевым продуктом является остаток висбрекинга – компонент котельного топлива.
Кроме целевого продукта с установки выводятся:
- очищенный углеводородный газ;
- стабильный бензин (фракция НК-195 оС);
- легкий газойль висбрекинга;
3. Секция висбрекинга состоит из следующих технологических стадий (блоков и узлов):
-узел висбрекинга гудрона, включающий трубчатую печь и ректификационную колонну для разделения продуктов крекинга;
-блок физической стабилизации бензиновой фракции;
-блок очистки газов висбрекинга от сероводорода 15%-ным раствором моноэтаноламина (МЭА);
-узел утилизации тепла.
4. Технология процесса висбрекинга разработана научно-производственной фирмой ПАУФ. Генеральный проектировщик - ГУП “БАШГИПРОНЕФТЕХИМ” г. УФА.
Производительность установки - переработка 800 тыс. т. гудрона в год.
Число часов работы установки в году – 8400 (350 суток).
Год ввода установки в эксплуатацию – 2004 г.
1.2 Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции
Таблица 2.
| № п/п | Наименование сырья, материалов, реагентов, полуфабрикатов, изготовляемой продукции | Номер ГОСТ, ОСТ, ТУ,СТП | Показатели качества, подлежащие к проверке | Норма по нормативному документу (заполняется при необходимости) | Область применения | |
| СЕКЦИЯ ВИСБРЕКИНГА | ||||||
| СЫРЬЕ | ||||||
| 1. | Сырье – гудрон | СТП 05766646-33-2000 | 1.Плотность при 20 оС, кг/м3 2.Вязкость условная при 80 оС на ВУБ, сек, не менее 3.Температура вспышки в открытом тигле, оС, не ниже 4. Температура размягчения по кольцу и шару, оС, не ниже 5. Фракционный состав: -начало кипения, оС, не ниже -содержание фракции до 510 оС, % об., не более -содержание фракции до 540 оС, % об., не более 6.Глубина проникновения иглы, 0,1 мм 7.Щелочность, г/т, не более 8.Коксуемость по Кондрадсону, % масс., не выше 9.Зольность, % | Не норм. 45 220 30 400 не норм. 20 400±50 50 18,0 | Сырье секции | |
| 2. | Нестабильный гидрооч. бензин | 1. Фракционный состав: -температура конца кипения, оС, не выше 2.Массовая доля серы, %, не более | 195 0,1 | Для стабилизации на секции висбрекинга | ||
| 3. | Пусковой продукт (дизельное топливо, легкий газойль) | 1.Температура вспышки в закрытом тигле, оС, не ниже | 61 | Используется для пуска секции | ||
| ИЗГОТОВЛЯЕМАЯ ПРОДУКЦИЯ | ||||||
| 4. | Углеводородный газ висбрекинга после очистки | 1. Плотность при 20 оС, кг/м3 2.Суммарное содержание у/в С3-С4, 3.Содержание углеводородов С5 и выше, % масс., не более 4.Содержание сероводорода, % об., не более 5.Вес 1 литра 6.Теплотворная способность, кДж/кг | 10 0,1 | Используется в качестве топлива печей | ||
| 5. | Стабильный бензин висбрекинга | 1.Плотность при 20 оС, кг/м3 2.Фракционный состав: - начало кипения, оС, не ниже - конец кипения, оС, не выше 3.Испытание на медной пластинке 4. Массовая доля серы, % в гидроочищенном, не более в не гидроочищенном 5.Массовая доля мерк. серы и сероводорода, % 6.Углеводородный состав, % масс. | Не норм. 35 195 Выдерживает 0,1 Не норм. Не норм. Не норм. | Применяется в качестве компонента автомобильного бензина АИ-80. | ||
| 6. | Легкий газойль висбрекинга | 1.Плотность при 20 оС, кг/м3 2.Фракционный состав: - 90 % об. перегоняется при температуре оС, не выше | Не норм. 340 (не нормируется при вовлечении в мазут) | Направляется на установку гидроочистки дизельного топлива или вовлекается в остаток висбрекинга для получения мазута | ||
| 7. | Остаток висбрекинга | 1.Плотность при 20 оС, кг/м3 2.Вязкость условная при 80 оС, сек 3.Вязкость условная при 100 оС, градусы ВУ, не более 4.Температура вспышки в открытом тигле, оС, не ниже 5.Массовая доля серы, %, не более | Не норм. Не норм. 9,0 110 Не норм. | Используется как компонент мазута | ||
| 8. | Компонент котельного топлива (остаток + газойль) | 1.Плотность при 20 оС, кг/м3 2.Вязкость условная при 100 оС, градусы ВУ, не более 3.Температура вспышки в открытом тигле, оС, не ниже 4.Массовая доля серы, %, не более 5.Температура застывания, 0С, не более | Не норм. 9,0 110 Не норм. 25 | Используется как компонент мазута | ||
| МАТЕРИАЛЫ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ||||||
| 9. | Ингибитор коррозии ИКБ-2-2 нефтерастворимый | ТУ 38.101786-79 с Изм.1-5 | 1.Внешний вид | Жидкость от желтого до темно-коричневого цвета | Применяется для защиты оборудования от коррозии | |
| 2.Защитное действие, %, не менее | 85,0 | |||||
| 3.Смешение с топливом ТС-1 или осветленным керосином | Полное | |||||
| 4.Температура застывания, оС, не выше | Минус 20 | |||||
| 5.Содержание воды, % масс., не более | 5,0 | |||||
| 6.Кинематическая вязкость при 40 оС, мм2/с (сСт), не более | 40,0 | |||||
| 10. | Регенерированный раствор МЭА | 1.Концентрация МЭА, % масс. | 10,0 – 15,0 | Применяется для очистки газов висбрекинга от сероводорода | ||
| 2.Содержание сероводорода, г/л, не более | 3,0 | |||||
| 11. | Технологический конденсат из емкости Е-102 | 1.Содержание нефтепродукта, мг/кг, не более | 350 | На очистку в колонну К-106 | ||
| 2.Значение рН при 25 оС, ед. рН | 6,5 – 9,0 | |||||
| 12. | Сточные воды | 1.Содержание нефтепродуктов, мг/дм3, не более | 300 | На очистку | ||
| 2.Значение рН при 25 оС, ед. рН | 6,5-9,5 | |||||
| 13. | Агидол-12 | ТУ 38.302-16-371-88 | 1.Внешний вид | Однородная подвижная жидкость от светло- коричневого до коричневого цвета | Не применяется при применении бензина висбрекинга и в качестве компонента сырья установки Л-24-6. Дозируется в стабильный гидроочищенный бензин висбрекинга, направляемый в парк. Подавляет реакции осмоления бензина висбрекинга | |
| 2.Плотность при 20 оС, кг/м3, не более | 910 | |||||
| 3.Массовая доля активного компонента, %, не менее | 50,0 | |||||
| 4.Массовая доля 4-метил-2,6-дитритричного бутилфенола и основания Миниха в активном компоненте, %, не менее в т.ч. 4-метил-2,6- дитритричного бутилфенола, %, не менее | 65,0 55,0 | |||||
| 5.Температура начала кристаллизации, оС, не выше | Минус 50 | |||||
| 6.Массовая доля воды, %, не более | Следы | |||||
| 7.Содержание механических примесей | Отсутствие | |||||
| 14. | Воздух КИП и А класс загрязнения 1 | 1.Температура точки росы, оС, не выше | Минус 30 | Для обеспечения приборов КиА | ||
| 15. | Пар перегретый | 1.Солесодержание в пересчете на NaCl, мг/кг, не более | 10 | На технологические нужды | ||
| 16. | Пар насыщенный | 1.Солесодержание в пересчете на NaCl, мг/кг, не более | 10 | Подается в пароперегреватель | ||
| 17. | Конденсат водяного пара на турбулизацию | 1.Жесткость общая, мкг/кг, не более 2. Содержание нефтепродуктов, мг/л, не более 3.Водородный показатель, ед. рН, не менее 4.Прозрачность «по шрифту», см, не менее | 80 35 5,5 10 | Турбулизатор продуктов в змеевике П-104 | ||
| 18. | Деаэрированная вода | 1. Жесткость общая, мкг-экв/кг, не более | 20 | Для получения водяного пара и теплофикационной воды | ||
| 2.Щелочность, мкг-экв/кг, не более | Не норм. | |||||
| 3.Солесодержание в пересчете на NaCl, мг/кг | Не норм. | |||||
| 4.Содержание растворенного кислорода, мкг/кг, не более | 50 | |||||
| 5.Содержание нефтепродуктов, мг/кг, не более | 3 | |||||
| 6.Прозрачность «по шрифту», см, не менее | 40 | |||||
| 7.Содержание соединений железа (в пересчете на Fe), мкг/дм3 | Не норм. | |||||
| 8.Водородный показатель, ед рН, не менее | 8,5 | |||||
| 19. | Котловая вода | 1.Щелочность, мг-экв/кг, не более | 26 | |||
| 2.Солесодержание в пересчете на NaCl, мг/кг, не более | 4500 | |||||
| 20. | Легкое дизельное топливо, фракция 180-240 оС | 1.Плотность при 20 оС, кг/м3, не менее 2.Содержание мех. примесей и воды | 775 Отсутствие | Для охлаждения торцевых уплотнений | ||
| 21. | Пусковой продукт (дизельное топливо, легкий газойль) | 1.Температура вспышки в закрытом тигле, 0С, не ниже | 61 | Для пуска секции висбрекинга и прокачки системы при остановке на ремонт | ||
| 22. | Химически очищенная вода (ХОВ) | Жесткость общая, мкг. экв./ кг, не более Значение рН при 25°С, ед. рН, не менее Солесодержание в пересчете на NaCl, мг/кг Содержание соединений железа (в пересчете на Fe), мкг/дм3 Содержание нефтепродуктов, мг/кг, не более Прозрачность «по шрифту», см, не менее | 20 8,0 не норм. не норм. 3,0 40 | Для приготовления 15 % раствора МЭА Турбулизатор продуктов в змеевике П-104 | ||
1.3 Описание технологического процесса