Углубленная переработка нефти: современные технологии

Переработка нефти делится на первичную переработку и вторичную переработку полученных продуктов.

На рисунке приведена упрощенная блок схема переработки нефти

Углубленная переработка нефти на Мини НПЗ имеет ряд особенностей.

Особенности вторичных процессов на Мини НПЗ

• Как правило в отличие от крупных НПЗ, Мини НПЗ используют не постоянное по физико-химическим характеристикам сырье. Часто в процессе поиска сырья происходит перенастройка оборудования с внесением изменений в существующую технологию производства.
• Использование высокотехнологичных процессов каталитического крекинга и высокоэффективных катализаторов требует развитой инфраструктуры и стабильного по физико-химическим характеристикам сырья. Поэтому стоимость введения новой технологии превосходит стоимость существующего завода в разы. В результате этого производственные затраты становятся выше по сравнению с крупными заводами, так как на долю себестоимости существенно сказывается показатель низкой производительности. Данное производство становится не рентабельным.
• Процессы углубления переработки нефти для Мини НПЗ должны быть дешевыми и простыми. Не должно быть высоких требований к качеству получаемых топлив в результате вторичных процессов. К таким процессам можно отнести — висбрекинг, термокрекинг, Бимт технология, технологии битумного производства, магнитные резонаторы.
• В зависимости от качества используемого сырья должна выбираться необходимая дальнейшая технология. Вот несколько направлений, повышения глубины переработки нефти на Мини НПЗ.

• Основные направления переработки в зависимости от показателей качества сырья)

• Введение процесса вакуумной перегонки мазута в технологическую схему первичной переработки нефти с целью получения вакуумного газойля и гудрона.

Краткое описание каждого процесса

Как видно из схемы сырье условно можно разделить на две группы: высокопарафинистое и высокосмолистое.

Для переработки высокопарафинистого сырья на Мини НПЗ применимы технологии деструктивных процессов, задачей которых является повышение выхода светлых компонентов.

Процесс каталитического крекинга с использованием дешевых катализаторов

Данный процесс может быть использован на Мини НПЗ в разрезе повышения глубины переработки на 15-20%. Основным оборудованием является реактор периодического заполнения.

Использование двух и более реакторов позволяет производить регенерацию катализатора без остановки основного процесса. Регенерация катализатора производится за счет подачи в него дозированного количества кислорода. Так называемое выжигание.

В качестве катализатора может быть использованы цеолит содержащие катализаторы

Минусом данного процесса является повышение селективности в сторону образования бензиновых фракций и газа. Таким образом селективность используемого катализатора существенно влияет на рентабельность производства.

Процесс термокрекинга

Процесс термического крекинга может использоваться на Мини НПЗ при переработке высокопарафинистого низкосернистого сырья. К такому сырью относятся нефти месторождений Республики Калмыкия, Республики Дагестан, Казахстана, ряда месторождений Краснодарского края.

Большое количество парафинов позволяет вести процесс с высокой селективностью в сторону образования керосино-дизельных фракций. Для использования этого процесса нет необходимости в катализаторе, что существенно упрощает технологию. Повышение глубины переработки на 15-20%

Висбрекинг

Данный процесс может быть задействован при переработке высокопарафинистого сырья с целью снижения вязкости получаемого при первичной переработке мазута. Побочным продуктом в результате термодиструкции является бензино-керосиновая фракция.

Поскольку получаемый продукт является целевым отличным от первичного состояния, глубина переработки может определятся в пределах 95 %, однако данное определение некорректно, и определяющим является выход светлых компонентов.

Таким образом глубина процесса висбрекинга не выше 5-10%.

Рентабельность процесса висбрекинга зависит от соотношения стоимости исходно мазута с высоковязкими характеристиками и продукта полученного в результате обработки.

Процесс коксования

Процесс коксования является одним из перспективных направлений развития отрасли Мини НПЗ, поскольку позволяет обеспечить переработку практически любого сырья вплоть до нефтешламов.

Глубина переработки процесса позволяет поднять общую глубину переработки на НПЗ до 85-90%. К сожалению данный процесс наименее развит в промышленности даже крупных НПЗ. Поэтому его применение на Мини НПЗ на сегодняшний день остается только в перспективе.

Однако к сведению, в Дагестане используется технология коксования примитивным способом.

Качество продуктов термодеструктивных процессов

Одним из ограничивающих факторов для использования термодеструктивных процессов является качество получаемых продуктов. В результате деструкции длинных цепочек углеводородов получаются непредельные углеводороды, которые в дальнейшем подвергаются осмолению и полимеризации. Также катализатором процесса осмоления является содержание высокого количества серы.

В результате качество полученных топлив снижается за несколько дней (происходит осмоление). На крупных НПЗ для остановки процессов ухудшения качества топлив использую вспомогательный процесс гидроочистки, который позволяет насытить непредельные углеводороды атомами водорода.

Как правило водород содержащий газ используемый в данном процессе получают либо паровой конверсией метана либо от установки каталитического реформинга.

Таким образом видно, что использование процессов гидроочистки для малых НПЗ сложно доступно.

Поэтому из вышеперечисленных процессов наиболее вероятными процессами которые могут быть задействованы в производстве являются процессы термического крекинга и висбрекинга, с определенными ограничениями.

Описание процесса термокрекинга

Нашим предприятием разработана технология на основе процессов прямой термической деструкции совмещенной с преобразованием получаемых продуктов на катализаторе изомеризации .

По сути это совмещение процесса висбрекинга, термокрекинга с процессом каталитической изомеризации с дальнейшей перегонкой продуктов на установке первичной переработки нефти.

Качество получаемых продуктов позволяет использовать данную технологию для повышения рентабельности производства.

Описание Битумной технологии

Для переработки сырья с высоким содержанием смол и асфальтенов процессы термической деструкции малоэффективны, поскольку качество получаемых продуктов еще хуже чем при переработке высокопарафинистого сырья.

Поэтому одним из перспективных направлений является технология производства битума .

Использование технологии производства битума в структуре Мини НПЗ позволяет поднять глубину переработки до 80-85%. НОУпром уже реализовано несколько объектов на базе установок модельного ряда МБУ. В состав данных установок входит модуль вакуумной разгонки мазута, позволяющий использовать в качестве сырья для установки мазут полученный на установке первичной переработки нефти.

Технологии ноухау

Магнитные резонаторы:

Одним из направлений предлагаемом сегодня на рынке является использование систем позволяющих обрабатывать исходное сырье магнитным полем высокой частоты.

Такой процесс нельзя отнести ко вторичным процессам, поскольку обработка происходит до первичной перегонки нефти. Производители оборудования заявляют, что обеспечивают повышение уровня выхода светлых фракций от 5 до 15%.

С нашей точки зрение, такое явление возможно за счет улучшения реологических свойств нефти под воздействием магнитного поля. Так называемая «дефрагментация диска» если сравнивать с терминами компьютерного мира.

Однако не всегда молекулы в исходном сырье расположены настолько хаотично, чтобы воздействие магнитного поля оказало существенное влияние на реологию . Поэтому и разброс выхода светлых компонентов очень велик.

Кавитаторы:

Данный процесс наименее изучен наукой. На сегодня есть несколько ученых которые занимаются данным процессом. В основу входит та же деструкция углеводородов за счет разрыва длинных цепей.

Изобретенный способ основан на эффекте сопла Лавалля либо на использовании центробежной силы и сил поверхностного напряжения, образующихся между ротером и статором.

К сожалению такие процессы не решают проблему качества получаемых топлив, а всего лишь находят способ альтернативы термодеструктивным процессам.

Вывод

Таким образом наиболее перспективными направлениями в области углубления переработки Мини НПЗ являются 3 основных:

• Термический крекинг (висбрекинг)
• Битумные технологии
• Коксование

Источник: http://nouprom-npz.ru/poleznye-svedeniya-o-mini-npz/glubokaja-pererabotka-nefti-na-mini-npz/

Развитие высоких технологий в сфере глубокой переработки нефти

В КМ РТ обсудили технологию глубокой переработки нефти с применением нанокатализаторов 12 Августа 2009 г., 11:01(Казань, 12 августа, «Татар-информ»).

Вчера в Кабинете Министров РТ первый заместитель Премьер-министра Республики Татарстан Борис Павлов провел совещание по инновационным проектам Российского фонда развития высоких технологий в сфере глубокой переработки нефти с участием директора фонда Павла Провинцева и председателя Совета директоров ООО «Углеродтопхим технология» Алексей Озеренко

В совещании также приняли участие генеральный директор ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг» Рафинат Яруллин, заместитель генерального директора ОАО «ТАИФ» Владимир Пресняков, академик Академии наук РТ Азат Зиятдинов.

• Открывая совещание, Борис Павлов отметил, что интерес правительства республики к предлагаемому проекту связан с перспективами его реализации в нефтехимической отрасли Республики Татарстан и возможностью снижения затрат по переработке нефти с использованием нанотехнологий в 1,5–2,5 раза.

Проект «Инновационный бизнес на основе применения нанокатализаторов для глубокой переработки углеводородного сырья» представил председатель совета директоров ООО «Углеродтопхим-технология» Алексей Озеренко.

Для предприятий Республики Татарстан представляет интерес технологическая часть проекта. Авторы проекта представили новую технологию с применением нанокатализаторов.

В применении для нефтепереработки технология предполагает первичную гидрогенизацию нефти (до дистилляции) и обеспечивает ее наиболее эффективную глубокую переработку.

• Работоспособность этой каталитической системы пока доказана только в лабораторных условиях и на примере работы одного промышленного предприятия, сырьем для которого являлся мазут и гудрон. Разработчики предлагают для окончательной отработки технологии построить опытный завод на 0,5–1,0 млн тонн нефти на территории Республики Татарстан. Участники совещания обсудили особенности технологического процесса, вопросы оценки стоимости разработки, а также готовность разработчиков осуществить строительство опытной установки.

Участники совещания отметили, что для заключения об эффективности новой технологии нефтепереработки необходима пилотная установка.

А Борис Павлов отметил, что Правительство РТ и ГК «Роснанотех» будут поддерживать проект, только в том случае, если он будет доводиться до конечного результата – будет осуществляться промышленная и коммерческая эксплуатация оборудования компаниями Республики Татарстан.

• Первый заместитель Премьер-министра РТ предложил авторам проекта до 1 сентября 2009 года подготовить программу лабораторных испытаний татарстанской нефти по предлагаемой технологии, до 1 октября – провести испытания и представить отчет.

http://www.tatar-inform.ru/…8/12/179836/

Первый вице-премьер Правительства Татарстана Борис Павлов провел совещание по инновационным проектам Российского фонда развития высоких технологий в сфере глубокой переработки нефти

Совещание по инновационным проектам Российского фонда развития высоких технологий в сфере глубокой переработки нефти провел вчера, 11 августа, в Кабинете Министров Республики Татарстан первый заместитель Премьер-министра РТ Борис Павлов. В совещании приняли участие директор фонда Павел Провинцев и председатель Совета директоров ООО «Углеродтопхим технология» Алексей Озеренко

Проект «Инновационный бизнес на основе применения нанокатализаторов для глубокой переработки углеводородного сырья» представил председатель Совета директоров ООО «Углеродтопхим-технология» Алексей Озеренко.

В проекте использована новая технология с применением нанокатализаторов. Для нефтепереработки эта технология предполагает первичную гидрогенизацию нефти (до дистилляции) и обеспечивает ее наиболее эффективную глубокую переработку.

По словам авторов проекта, работоспособность этой каталитической системы пока доказана только в лабораторных условиях и на примере работы одного промышленного предприятия, сырьем для которого являлся мазут и гудрон.

Разработчики предлагают для окончательной отработки технологии построить опытный завод на 0,5–1,0 млн. тонн нефти на территории Республики Татарстан.

• Борис Павлов отметил, что интерес Правительства Татарстана к предлагаемому проекту связан с перспективами его реализации в нефтехимической отрасли Республики Татарстан и возможностью снижения затрат по переработке нефти с использованием нанотехнологий в 1,5–2,5 раза.

Участники совещания обсудили особенности технологического процесса, вопросы стоимости разработки, а также готовность разработчиков осуществить строительство опытной установки.

• Все участники совещания единодушно отметили, что для выдачи заключения об эффективности новой, революционной технологии нефтепереработки необходима «пилотная установка». Борис Павлов отметил, что Правительство РТ и государственная корпорация «Роснанотех» будут поддерживать проект только в случае, если он будет доведен до конечного результата – будет осуществляться промышленная и коммерческая эксплуатация оборудования компаниями Республики Татарстан.

Подводя итоги совещания, первый заместитель Премьер-министра РТ предложил авторам проекта до 1 сентября 2009 года подготовить программу лабораторных испытаний татарстанской нефти по предлагаемой технологии, до 1 октября – провести испытания и представить отчет.

По итогам проведенных испытаний предполагается внести предложения по взаимодействию предприятий Республики Татарстан, Российского фонда развития высоких технологий и ООО «Углеродтопхим технология» по дальнейшей реализации проекта, включая право совместного использования интеллектуальной собственности, созданных опытной и промышленных установок.

• В совещании приняли участие генеральный директор ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг» Рафинат Яруллин, заместитель генерального директора ОАО «ТАИФ» Владимир Пресняков, академик Академии наук РТ Азат Зиятдинов, начальник отдела нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего комплекса Министерства промышленности и торговли РТ Нелли Айбатова, а также ведущие специалисты учреждения «Дирекции федеральных целевых и региональных программ».

http://prav.tatar.ru/…ws/36710.htm

Источник: http://www.NanoNewsNet.ru/blog/nikst/razvitie-vysokikh-tekhnologii-v-sfere-glubokoi-pererabotki-nefti

WR Технология — НОВЫЙ СПОСОБ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ (НЕФТИ, ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА)

С 2005 года внедрён в практику и успешно применяется новый способ переработки нефтяного сырья и циклонные нефтеперерабатывающие установки на его основе. Способ условно называется вихревая ректификация (ВР), или по английски WR (whirl refinery) — WR технология.

Новый способ переработки нефти отличается высокой экологичностью (в отличие от классики нет нужды в сбросе жидких отходов – нефтешламов – они отсутствуют!) и позволяет занять свою, ранее никем не занятую «нишу» в деле нефтепереработки, и эта ниша – глубокая переработка нефтяного сырья для малой производительности НПЗ (например от 200 тысяч до 3 миллионов тонн в год по сырью). Такой мини-НПЗ может включать в свою технологическую часть и каталитическую переработку мазутов и газойлей, а также каталитическую переработку светлых нефтепродуктов без потери качества нефтепродуктов и с периодом окупаемости с начала эксплуатации мини-НПЗ в 1,5-2 года. Это объясняется тем, что качество получаемых продуктов не зависит от колебаний % состава сырья и на циклонных нефтеперерабатывающих установках могут перерабатываться «с колес» без перенастройки лёгкие и тяжёлые нефти, газовые конденсаты и их смеси.

Способ перегонки углеводородного сырья, основывается на однократном испарении и поэтапном охлаждении на каждой ступени перегонки.

Новым является то, что разделение на паровую и жидкую фазу на всех ступенях перегонки проводят в циклонных испарителях-сепараторах, конструкция которых обеспечивает не только эффективное разделение паровой и жидкой фазы в процессе вихревого движения, но и эффективно ограничивает выход паров тяжелых фракций вместе с парами легких фракций на следующую ступень перегонки. Таким образом, реализованный подход базируется на газодинамическом решении задачи разделения углеводородов на фракции. Преимущества способа позволяют успешно перерабатывать на одной и той же технологической установке по WR технологии лёгкие и тяжёлые виды нефти, газовые конденсаты и смеси углеводородного сырья.

Опыт использования способа на практике выявил его дополнительные преимущества в деле переработки углеводородного сырья, новые области применения и новые эффективные возможности нефтепереработки.

Эффективные направления применения WR технологии

1. Направление 1 —  Нефтеперерабатывающие установки различного назначения и мощности. Прежде всего прямая атмосферная перегонка.

Нефтеперерабатывающие установки, построенные на принципах WR технологии, успешно эксплуатируются в климатических условиях от +45 °С до -45 °С.

Разработаны и построены установки мощностью от 10 тыс. тонн в год, до 500 тыс.тонн в год по сырью.

Преимущества при реализации способа на практике по сравению с классической технологией

Качественный показатель	WR	Классика
1	Простота и надежность в эксплуатации
2	Возможность переработки различного нефтяного сырья (На одной установке перерабатывается тяжелая и легкая нефть, светлый темный газовый конденсат, очистка и переработка некондиционных остатков)
3	Высокий уровень безопасности — давление в технологической линииблизко к атмосферному давлению
4	Высокий уровень автоматизации, учета и контроля
5	Высокий процентный выход светлых фракций при сохранении качественных показетелей дизельного топлива	Достигается для установок   высокой прозводительности
6	Октановое число получаемого прямогонного бензина по моторному методу на 5-6 пунктов больше аналогичного показателя для традиционных  установок колонного типа (при работе установки на большинстве сортов нефти и газовом конденсате)
7	Низкая материалоемкость оборудования
8	Выход на качественный режим уже через 40-50 минут после запуска (Продукция соответствует ГОСТ)
9	Возможность работы с производительностью от 35% до 125% от номинала          с сохранением качественных показателей
10	Переработка нефти с содержанием воды до 7-8%

Назначение и применение установок.

Указанные преимущества установок позволяют использовать их в следующих направлениях:

1. 1. Универсальное эффективное и безотказное нефтеперерабатывающее оборудование для получения моторных и энергетических топлив, при первичной перегонке нефти.
2. 2. Универсальное оборудование для переработки нефтешламов.
3. 3. Наиболее эффективное и универсальное оборудование для фракционной разгонки синтетической нефти.
4. 4. Наиболее эффективное и универсальное оборудование для фракционной разгонки продуктов крекинга тяжёлых остатков (мазутов, гудронов).
5. 5. Универсальное оборудование для получения дизельного топлива при освоении нефтяных и газоконденсатных месторождений.
6. 6. Высокоэффективное оборудование для извлечения методом экстрактивной ректификации, например ароматических углеводородов и получение растворителей.

WR-технология особенно привлекательна для переработки различных газовых конденсатов. При этом, преимущество даже не в цене, а в принципиальной возможности перерабатывать газовый конденсат — нестабильное сырьё на месте его добычи с получением моторных топлив класса ЕВРО-3/4/5.

• Дополнительное преимущество.
• Разработанный для переработки лёгких нефтей и газового конденсата узел предварительного отбензинивания позволяет эффективно проводить обезвоживание (с содержанием воды до 7-8%) и обессоливание нефти, прошедшей плохую предварительную очистку.
• Подчёркнуто: — процесс (обезвоживания и отбензинивания) ведётся в режиме прямой перегонки нефти!

1. Направление 2 — Переработка нефтешламов

Одно из главных преимуществ способа состоит в том, что значительные колебания состава сырья не сказываются на качестве конечной продукции, что позволяет успешно перерабатывать углеводородное сырьё, извлечённое из различных отстойников и накопителей нефтешламов , а также так называемые «смывки» — нефтепродукты после промывки ж/д цистерн — что НЕвозможно для классической технологии нефтепереработки.

Поскольку циклонный сепаратор может устойчиво работать даже при отклонении от вертикали в 45° и больше, то это позволяет создать, например, плавучие танкеры-нефтепереработчики, которые не будут прекращать работу даже в шторм! Загрузившись в пункте А нефтью, такой танкер приходит в конечный пункт В с грузом готовых нефтепродуктов, нужного ассортимента. Конструктивно такой танкер будет отличаться от обычного нефтеналивного танкера только наличием компактной нефтеперерабатывающей установки (за бортом всегда есть стабильная охлаждающая среда – вода!) внушительной мощности и несколько изменённых технологических трубопроводов и насосных нефтепродуктов.

Источник: http://nppetn.ru/ru/produktsiya/3-wr-tekhnologiya.html

Новая технология глубокой переработки тяжелого углеводородного сырья

poisk

Originally published at Профессионально об энергетике. Please leave any comments there.

Предлагаемая технология глубокой переработки нефти и любого другого углеводородного сырья позволит получать огромную дополнительную ежегодную прибыль и экономить сотни и тысячи миллионов тонн сырья. Другими словами, ее внедрение эквивалентно увеличению мировых запасов углеводородов в несколько раз.

Основные источники и составляющие мировой энергетики – углеводородное сырье (нефть, газ, уголь, продукты растительного происхождения), атомная, термоядерная, водородная, природная энергетика.

Природная, например, ветровая, солнце энергетика, в промышленных мировых масштабах может привести к необратимому изменению карты распределения температур на поверхности земли, направлений и интенсивности ветров, течений и климата в целом с непредсказуемыми последствиями.

Переработка углеводородов растительного происхождения в топливо может привести к серьезным социальным и экологическим последствиям в масштабах всей планеты, т.к. в промышленных масштабах не является возобновляемым источником энергии.

Водородная и термоядерная энергетика далеки от завершения фазы экспериментальных работ и серьезного промышленного применения.

Наиболее применима и широко используется в настоящее время энергетика, основанная на переработке нефти и использовании газа, угля. Переработка нефти дает моторные топлива, сжиженный газ, продукты нефтехимии.

Природные газ и уголь используются в основном для выработки тепла и электрической энергии.

В плане производства продуктов нефтехимии и моторного топлива у углеводородной энергетики нет и в ближайшем обозримом будущем не предвидится серьезных конкурентов.

Общей тенденцией нефтяной отрасли является уменьшение запасов лёгкой нефти, практически весь прирост запасов происходит за счет тяжелой вязкой сернистой нефти.

Потенциал качественного сырья реализован почти на 80%, сохраняя лишь перспективы небольших открытий.

Преобладают запасы тяжелой нефти в Рф, Казахстане, Кнр, Венесуэле, Мексике, Канаде, USA и во многих других странах различных континентов.

В настоящее время наиболее широко распространены каталитические процессы углубленной переработки углеводородного сырья, однако даже они не могут предложить достаточно привлекательный технико-экономический баланс для многих нефтепереработчиков при переработке самых тяжелых видов сырья (из программы 19 Мирового нефтяного конгресса, Мадрид, 29.06 – 03.07.2008 г.).

тяжелые нефтяные остатки будут очень быстро приводить к отравлению и коксованию активной поверхности любого катализатора.

Из-за высокого содержания в сырье металлов, асфальтенов наряду с сернистыми, азотистыми соединениями и другими вредными примесями и компонентами, происходит быстрая дезактивация катализаторов, закрываются поры, поверхность катализатора покрывается смолистыми и коксовыми отложениями.

Все это существенно снижает селективность и эффективность классического каталитического процесса. Необходимость постоянного изготовления и обновления катализаторов, оперативная их смена и утилизация требует дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат и повышает себестоимость процесса переработки и получаемой продукции.

Поэтому глубокая переработка нефти и нефтяных остатков, вовлечение в традиционную переработку газообразных и особенно твердых углеводородов является основной задачей ближайшего времени.

Для решения вопроса глубокой переработки, рационального и экономного использования любого углеводородного сырья необходимо не просто улучшать известные углубляющие процессы (термический и каталитический крекинг), а изменить отношение к существующим технологиям нефтепереработки.

Необходимо разработать новый подход или новое направление глубокой переработки углеводородного сырья, которое позволит осуществить безостаточную, практически 100% конверсию любого углеводородного сырья (жидкого, твердого, газообразного) в целевые легкие углеводороды.

Основное отличие и преимущество предлагаемого подхода и технологии заключается в том, что сырье, в основном тяжелое и содержащее большое количество разнообразных вредных примесей, непосредственно с катализатором не контактирует.

В процессе крекинга сырья образуются непредельные углеводороды, которые впоследствии могут конденсироваться, что приводит к ограничению глубины переработки.

Для наиболее полной и глубокой переработки и увеличения выхода легких целевых продуктов и фракций схема переработки должна быть дополнена устройством, которое позволяет с минимальными затратами насыщать открытые связи атомарным водородом и/или легкими радикалами.

Проблему можно решить такой организацией схемы процесса, при которой тяжелое сырье, содержащее вредные примеси и компоненты, и катализатор не контактируют, вследствие чего катализатор практически не отравляется вредными примесями и не коксуется, что приводит к увеличению долговечности катализатора и отсутствию необходимости его регенерации и замены. Для этого молекулярный водород и/или легкие водородсодержащие среды, обогащенные водородом (они не содержат смол, асфальтенов и других вредных примесей и компонентов), например, попутный, природный газ, в том числе газ и часть легких фракций, получаемых в процессе переработки углеводородного сырья, при необходимости подогревают (особенно для легких жидких фракций, получая из них углеводородный пар) и направляют для получения активного атомарного водорода и/или легких радикалов в реактор с нагретым до необходимой температуры катализатором (блок получения атомарного водорода и/или легких радикалов). Полученные активный водород и/или легкие радикалы направляют в устройства нагрева (учитывая высокую реакционную способность атомарного водорода и/или легких радикалов, которые являются своеобразными катализаторами) и/или некаталитического крекинга жидкого исходного сырья для проведения реакции (процесс схематически изображен на рис. 1).

Нагрев водорода и/или легких водородсодержащих сред, обогащенных водородом, а также реактора с катализатором можно осуществлять за счет тепла нагретого сырья и/или тяжелых фракций, направляемых на повторную обработку. Давление в реакторе с катализатором должно быть больше давления в реакторе некаталитического крекинга сырья.

Атомарный водород и/или легкие радикалы насыщают открытые связи непредельных углеводородов с получением легких целевых фракций высокого качества. Легкие насыщенные продукты реакции непрерывно выводятся из процесса для получения легких целевых продуктов (сжиженного газа, бензина, реактивного, дизельного топлива, продуктов нефтехимии).

При этом такие дорогие процессы, как гидроочистка, риформинг и т.д. в блоках получения легких товарных продуктов могут не использоваться, т.к. открытые связи радикалов крекинга сырья насыщаются до блока получения товарных продуктов, а регулировка свойств и состава получаемых фракций производится изменением режима и параметров процесса. Кроме того, в процессе обработки сырья уменьшается количество вредных примесей, например сернистых соединений, т.к. в процессе обработки основная часть серы переходит в сероводород и далее выводится из процесса известными методами с дальнейшим получением, например, атомарной серы и других полезных побочных продуктов. Тяжелые фракции направляются на повторную обработку. При повторной обработки тяжелых фракций можно достичь практически 100% глубины переработки и выхода легких целевых продуктов. Непрореагировавшие молекулярный водород и/или легкие водородсодержащие среды, обогащенные водородом, могут возвращаться в начало процесса для повторного использования. При необходимости, тяжелые фракции частично могут направляться и для получения тяжелых товарных продуктов (битума, кокса и других). Укрупненная блок – схема процесса показана на рис. 2.

Если получение молекулярного водорода в настоящее время является довольно дорогим процессом, то использование для получения атомарного водорода и/или легких радикалов природного или попутного газа, который во многих случаях сжигается на факелах, позволяет свести затраты на проведение процесса глубокой переработки к минимуму.

Твердое углеводородное сырье (например, уголь, сланец, продукты растительного происхождения) направляют в блок мелкодисперсного размельчения и вводят в исходное сырье и/или тяжелые фракции перед повторной обработкой или приводят в непосредственный контакт с легкими радикалами. Газообразные углеводороды также вводят в исходное сырье и/или тяжелые фракции перед их повторной обработкой.

Жидкие, твердые и газообразные углеводороды могут обрабатываться по данной схеме одновременно, по отдельности или попарно.

Часть газообразных и/или легких продуктов (они обогащены водородом и могут заменять исходные водородсодержащие среды) переработки по данной схеме может быть возвращена в начало процесса в реактор с катализатором для получения активного атомарного водорода и/или легких радикалов.

Тяжелое сырье не вступает в непосредственный контакт с катализатором, не происходит его отравление и коксование, отпадает необходимость регенерации и замены катализатора, процесс упрощается и становится более надежным, цена процесса и оборудования значительно уменьшается, т.е.

происходит снижение капитальных и эксплуатационных затрат, глубина переработки может быть увеличена до 100%.

При этом происходит экономия сырья при выработке необходимого количества целевых товарных продуктов, другими словами оптимальное и рациональное использование сырьевых ресурсов при их дальнейшей переработке при реализации данной схемы.

Кроме того, различные остатки и отходы, накапливающиеся в процессе, например, добычи и переработки нефти, приводят к ухудшению экологической обстановки, и их переработка по данной схеме с получением высоколиквидной продукции позволяет решать экологические проблемы и получать дополнительную прибыль.

Реактор с катализатором может быть выполнен в виде цилиндра, шара, кольцевого цилиндра, параллепипеда (пластины) или другой объемной фигуры с помещенным в него катализатором в виде гранул или порошка произвольного размера и формы. На рис. 3 показан простейший реактор стержневого типа, на рис. 4 – реактор кольцевого типа.

Для оптимизации процесса могут использоваться пакеты реакторов различной конфигурации. Реакторы или пакеты реакторов могут располагаться вдоль движения сырья, поперек или под углом.

Поверхность реактора проницаема для атомов водорода и/или легких радикалов, или на поверхности реактора выполнены отверстия произвольной формы, причем размеры отверстий меньше, чем размеры гранул катализатора. Стенки реактора с катализатором могут быть выполнены из пористого материала с различными размерами пор, например в нанометровом диапазоне.

Реактор с катализатором может и не содержать гранул или порошка катализатора, при этом оболочка реактора, или весь реактор целиком выполнены из материала, который является катализатором для проведения процесса получения атомарного водорода и/или легких радикалов из молекулярного водорода и/или водородсодержащих сред.

В теле катализатора может быть выполнен коллектор для распределения водорода и/или водородсодержащих сред.

Количество атомов водорода и/или легких радикалов, получаемых в реакторе с катализатором, должно превышать количество открытых связей радикалов крекинга сырья, а отношение поверхности реактора (пакета реакторов) с катализатором к объему зоны нагрева и/или крекинга сырья увеличивают так, чтобы максимально полно провести реакцию сырья и атомарного водорода и/или легких радикалов. Возможно использование нанотрубок для подачи и получения атомарного водорода и/или легких радикалов и других достижений нанотехнологий и водородной энергетики.

По предлагаемой технологии поданы международные заявки на изобретения по системе РСТ, заявки зарегистрированы в ВОИС.

Широкое промышленное внедрение предлагаемой новой экономичной, экологичной и эффективной технологии глубокой переработки нефти и любого другого углеводородного сырья по топливному варианту и производству продуктов нефтехимии позволит получать огромную дополнительную ежегодную прибыль и экономить сотни и тысячи миллионов тонн сырья ежегодно при полном удовлетворении рынка качественными горюче – смазочными материалами в полном объеме. Другими словами, внедрение таких технологий эквивалентно увеличению мировых запасов углеводородов в несколько раз без затрат на их разведку и добычу при существенном снижении стоимости готовой продукции переработки.

В.А. Золотухин, автор и патентообладатель, к.т.н.

Еще записи на эту же тему:

Источник: https://poisk.livejournal.com/583675.html

Современные способы переработки нефти

Современные высокопроизводительные нефтегазоперерабатывающие  предприятия оснащены сложными по конструкции аппаратами и машинами, способными функционировать в условиях низких температур, глубокого вакуума и высоких давлений в агрессивных средах.

Промышленная переработка нефти на современных НПЗ осуществляется посредством сложной многоступенчатой физической и химической переработки на отдельных или комбинированных технологических установках, предназначенных для получения большого ассортимента нефтепродуктов.

Технологические процессы НПЗ подразделяются на физические (первичные) и химические (вторичные).

Физическими процессами достигается деление нефти на составляющие компоненты (топливные и масляные фракции) или удаление из фракций или остатков нефти нежелательных групповых хим. компонентов.

В химических процессах переработка нефтяного сырья осуществляется путем химических превращений с получением новых продуктов.

• Хим. процессы на современных НПЗ делятся:
• 1) по способу активации химических реакций — на термические и каталитические
• 2) по типу протекающих в них химических превращений — на деструктивные, гидрогенизационные и окислительные.
• Главным процессом переработки нефти (после ЭЛОУ) является атмосферная перегонка, на которой отбираются топливные фракции (бензиновые, осветительного керосина, реактивного и дизельного топлив) и мазут, используемый либо как компонент котельного топлива, либо как сырье для последующей глубокой переработки.
• Вклад в разработку теоретических основ, совершенствование и техническое перевооружение технологий процессов и аппаратов, создание и внедрение высокоинтенсивных ресурсо- и энергосберегающих технологий, активных и селективных катализаторов, в решение проблем углубления переработки нефти и оптимизации качества нефтепродуктов внесли ученые Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Увеличение объема производства нефтепродуктов, расширение их ассортимента и улучшение качества—основные задачи, поставленные перед нефтеперерабатывающей промышленностью в настоящее время.

Решение этих задач в условиях, когда непрерывно возрастает доля переработки сернистых и высокосернистых, а за последние годы и высокопарафинистых нефтей, потребовало изменения технологии переработки нефти.

Большое значение приобрели вторичные и, особенно, каталитические процессы.

Производство топлив, отвечающих современным требованиям, невозможно без применения таких процессов, как каталитический крекинг, каталитический риформинг, гидроочистка, алкилирование и изомеризация, а в некоторых случаях—гидрокрекинг.

Гидроочистка нефтяных дистиллятов является одним из наиболее распространенных процессов, особенно при переработке сернистых и высокосернистых нефтей.

Основной целью гидроочистки нефтяных дистиллятов является уменьшение содержания в них сернистых, азотистых и металлоорганических соединений. При гидроочистке происходит разложение органических веществ, содержащих серу и азот.

Они реагируют с водородом, циркулирующим в системе, с образованием сероводорода и аммиака, которые удаляют из системы.

Изомеризация — процесс превращения низкооктановых парафиновых углеводородов, преимущественно фракций С5 и С6 или их смесей, в соответствующие изопарафиновые фракции с более высоким октановым числом.

Полимеризация—процесс превращения пропилена и бутиленов в жидкие олигомерные продукты, используемые в качестве компонентов автомобильных бензинов или сырья для нефтехимических процессов.

В зависимости от сырья, катализатора и технологического режима количество продукта может  изменяться в широких пределах.

Источник: http://zondir.ru/article/article-622.htm

Описание технологии

ГорМаш. Технология работы установки глубокой переработки нефти для мини НПЗ

Этот раздел предназначен как для технологов, так и для тех, кому интересно узнать как работает установка. Мы постарались изложить технологию максимально простым языком, надеемся, что профессионалы простят нас за этот стиль изложения.

 

В чем заключается основная идея технологии

Обычно процесс получения товарных нефтепродуктов выглядит так: исходное сырье представляет из себя раствор (иногда говорят «смесь») большого числа нефтепродуктов.

Они имеют различные свойства и в частности имеют разную температуру кипения. В основе переработки нефти лежит процесс разделения ее на составляющие по температурам кипения.

Такой способ переработки называют перегонкой или фракционированием (от слова «фракции») нефти.

Нефть, как основной источник светлых нефтепродуктов, содержит только прямогонный низкооктановый бензин. Дизельная фракция, содержащаяся в нефти, может обладать как свойствами зимнего дизельного топлива, так и высокозастывающего дизельного топлива, имеющего низкую стоимость.

Также нефть содержит большое количество тёмных продуктов, имеющих невысокую стоимость. Эти обстоятельства сказываются на рентабельности переработки, иногда делая её экономически нецелесообразной для установок мини-НПЗ.

 

Какое решение проблемы предлагает установка УДК

Разработчики установки УДК создали необычную для мини-НПЗ технологию, которая заключается в следующем: перед тем как разделить сырье на составляющие, его обрабатывают в каталитическом реакторе.

Каталитический реактор сложная конструкция, состоящая из нескольких камер. В камерах находятся катализаторы, каждый из которых производит свою операцию: превращает тёмные продукты в светлые, увеличивает октановое число содержащегося бензина, понижает температуру замерзания продуктов и пр.

Таким образом, каталитический реактор превращает природную смесь продуктов в смесь, содержащую большое количество дорогих товарных нефтепродуктов.

Температура и скорость прохождения камер с катализатором позволяет регулировать содержание тех или иных продуктов, в зависимости от целей и задач. Процесс, связанный с каталитическими реакциями называют «процессом вторичной переработки», хотя в данной технологии он применяется до перегонки, которая обычно называется «процессом первичной переработки».

Сырье, выходящее из каталитического реактора сильно отличается от первоначального. Оно содержит много светлых фракций высокого товарного качества и меньше темных продуктов.

После того, как исходное сырье было обогащено светлыми качественными продуктами, остаётся только тщательно разделить её на составляющие. Поскольку из каталитического реактора сырье выходит при высокой температуре, остается только по мере остывания последовательно отделить продукты. Сначала темные, затем светлые. 

 

Описание технологии для специалистов

В основе технологии переработки углеводородов лежит процесс каталитической конверсии углеводородов. В каталитическом процессе используется цеолитосодержащий высококремноземестый катализатор, тип Y, насыпная плотность 650кг/м3 размер пор 5А.

Катализатор легирован различными металлами в различных комбинациях.

В результате легирования и дальнейшего смешения катализатор становится многофункциональным и способен обеспечивать процессы депарафинизации, изомеризации, облагораживания углеводородов и частичного крекинга тяжелых углеводородов (в основном н-парафинов).

Сырье подаѐтся в установку, где на входном теплообменнике разогревается до 100-110С. При этом испаряются растворенные газы (С3-С4) и пентан-гексановая фракция (С5-С6). Оставшаяся часть подаѐтся в нагреватель, где разогревается до 380-400С.

Неиспарившаяся часть (мазут) поступает в емкость для мазута, а пары — в каталитический реактор, где на многофункциональном катализаторе происходит разложение н-парафинов, образование изо-парафинов, частичное дегидрирование лёгких фракций и одновременно крекинг тяжѐлых фракций с последующим их облагораживанием.

Водород, получающийся при дегидрировании, тут же вступает в реакцию с обломками тяжѐлых молекул, значительно уменьшая количество непредельных углеводородов, образующихся при крекинге. Так несколько химических реакций, происходящих в одном реакторе, помогают друг другу.

В результате получившийся катализат содержит высокооктановые компоненты бензина и практически не содержит н-парафинов, что сильно снижает температуру застывания дизельной фракции.

Катализат, проходя через колонны плѐночного типа оригинальной конструкции, последовательно делится на фракции: масло (360 к.к.), дизельная фракция (180-360), бензиновая фракция (30-180) Оригинальная конструкция колонн позволяет проводить чёткую ректификацию.

Газовый блок разделяет выделившиеся и образовавшиеся в процессе переработки газы на легкую бензиновую фракцию, СУГ и сухой газ. Бензиновая фракция добавляется к бензину, газ подверженный сжижению, сжижается и помещается в емкость для газа и сухой газ выводится из процесса и используется для работы энергетического блока (печки) и производства электроэнергии.

Более детально технологический процесс можно рассмотреть на схеме, которая приводится ниже. 

Источник: http://www.oil-solutions.ru/tekhnologiya