Методы глубокой переработки нефти и газа

1) углубление и химизация переработки нефти;

2) оптимизация качества моторных топлив с целью расширения ресурсов и снижения фактического их расхода при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС);

3) дилизация автомобильного парка;

4) применение альтернативных топлив - газообразных, кислородосодержащих и топлив из твёрдых горючих ископаемы.

Главенствующей до последнего времени тенденцией в развитии производства автомобильных бензинов являлось непрерывное повышение их детонационной стойкости (в двигателестроении - увеличение степепени сжатия), что способствовало существенному улучшению технико-экономических показателей эксплуатации транспортных средств. В то время, когда уровень ОЧ выпускаемых автомобильных бензинов был не столь высок, как в настоящие время, повышение детанационной стойкости (ДС) достигалось относительно легко за счет использования сравнительно дешевых термодеструктивных процессов и каталитического крекинга. Однако для последующего повышения ДС до современного высокого уровня потребовалось развивать в нефтепереработке более дорогие энергоемкие каталитические процессы, такие как каталитический риформинг, алкелирование, изомеризации и т.д., в которых, кроме того, происходит снижение ресурсов автомобильных бензинов. Затраты на такие процессы в нефтепереработке должны окупаться экономией средств потребителей за счет применения высокооктановых бензинов. Следовательно, оптимальные значения ДС автомобильных бензинов будут определяться уровнем химизации и технологии процессов нефтепереработки, а также мировыми ценами на нефть.

В связи с ужесточением экологических требований во многих странах мира приняты законодательные акты по запрещению применения свинцовых антидетонаторов в автомобильных бензинах. Современные автомобили должны удовлетворять жестким экологическим нормам токсичности выхлопных газов, а автомобильные бензины и дизельные топлива для их ДВС должны выпускаться по нормам Европейского союза и США.

В нашей стране должны выпускаться топлива согласно требованиям технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту».

Таблица 34 - Требования к характеристикам автомобильного бензина

топливный вакуумный ректификация мазут

Таблица 35 - Требования к характеристикам дизельного топлива

С целью улучшения транспортной обеспеченности населения страны предусматривается значительное увеличение выпуска автомобилей преимущественно повышенной топливной экономичностью.

Таблица 36 - Нормы предельно-допустимых выбросов в странах ЕС (для легковых автомобилей весом 1250 кг), г/км

*Сумма СmНn и NO*

Таблица 37 - Основные показатели качества автобензинов и дизельного топлива ЕС

Характерной особенностью перспективных зарубежных бензинов является низкое содержание в них аренов (<30 %, в том числе бензола <1%), что считается признаком высокого качества по таким показателям, как склонность к нагарообразованию, калильное зажигание, коэффициент равномерного распределения ДС по фракциям, ОЧ смешения, и, прежде всего по экологичности. Низкое содержание аренов при высокой ДС бензинов достигается значительно большим, чем в бывшем СССР, вовлечением в их компонентный состав алкилата и бензинов каталитического крекинга, характеризующихся значительным содержанием высокооктановых изоалканов.

Таблица 38 - Компонентный состав автобензинов России, США и Западной Европы

В составе отечественных высокооктановых бензинов преобладает риформат, что и обусловливает повышенное содержание в них аренов. Установлено, что эксплуатация автомобильных бензинов с ограниченным содержанием аренов (<30 %) и с равномерным распределением ДС по фракциям позволяет несколько понизить уровень ОЧ и тем самым расширить ресурсы бензинов, а также существенно улучшить их экологическое качество.

Для решения проблемы снижения содержания аренов, бензола и олефинов в товарных автомобильных бензинах до стандартов ЕС для нефтеперерабатывающего комплекса России потребуется ускоренное внедрение процессов производства неароматизированных высокооктановых компонентов, прежде всего процессов изомеризации головных фракций бензинов, гидрокрекинга, каталитического крекинга, селективного гидрокрекинга, а также производств оксигенатов и присадок.

Тенденции производства дизельных топлив.

Значительным резервом экономии моторного топлива является дизелизация автомобильного транспорта, позволяющая снизить удельный расход топлива на 25 - 30 %.

По объему производства дизельныз топлив бывший СССР занимал 1 место в мире. По качеству отечественное дизельное топливо соответствуют лучшим зарубежным образцам.

Основу отечественных дизельных топлив составляют прямогонные дистилляты, причем около половины из них приходится на долю гидроочищенных фракций. Дистилляты вторичного происхождения используются в незначительных количествах (в частности, около 3 % приходится на долю лёгкого гидрокрекинга и каталитического крекинга). Необходимо отметить, что производство малосернистых сортов топлив с содержанием S <0,2 % масс. сопряжено с потерями их ресурсов и значительными энергозатратами на глубокую гидроочистку. При гидроочистке одновременно с неуглеводородными гетеросоединениями удаляются из топлива имеющиеся в исходной нефти природные антиокислительные, противоисносные, антикоррозионные и др. присадки. Поэтому при производстве товарных гидроочищенных дизельных топлив возникает необходимость применения большого ассортимента и в достаточно больших количествах синтетических присадок.

Введение новых экологических норм ЕС повлечет за собой дальнейшее усложнение технологии и повышение себестоимости производства дизельных топлив.

Структура производства отдельных марок дизельных топлив в России составляет: летнее - 86,5 %, зимнее и арктическое - 13,5 %.

Наиболее массовым в стране является летний сорт топлива. Доля зимнего и арктического сортов в общем дизельном фонде составляет всего 13,5 %, что примерно только наполовину удовлетворяет растущие потребности страны в низкозастывающем виде топлива, связанные с необходимостью интенсивного освоения природных богатств Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера.

В настоящее время основным способом получения низкозастываюших дизельных топлив является облегчение их фракционного состава путем снижения температуры до З00 - 320 С (против 360 С для летнего сорта), что связано с существенным ограничением их ресурсов. Относительно небольшая часть таких топлив вырабатывается на основе цеолитной и карбамидной депарафинизации. Денормализаты цеолитной депарафинизации имеют хорошие низкотемпературные свойства (температура застывания -50 ч -45 С, температура помутнения -50 ч -35°С), поэтому они преимущественно используются в качестве зимних и арктических топлив. При карбамидной депарафинизации не полностью удаляются высокоплавкие парафины, поэтому денормализаты этого процесса имеют при температуре застывания -35 С и ни-же температуру помутнения лишь -11 С, вместо требуемых -25 или -35 С. Для более полного удовлетворения потребностей в зимних и арктических сортах дизельных топлив и одновременно в жидких парафинах - ценном дефицитном сырье для нефтехимии и микробиологического синтеза - в 1980-е гг. в нашей стране ускоренными темпами строились установки депарафинизации, особенно типа «Парекс». Однако позже, в связи с принятием во многих странах мира, в том числе и бывшего СССР, законодательных актов, запрещающих использование жидких нефтяных парафинов для производства белково-витаминных концентратов (БВК), и переводом установок на растительные виды сырья темпы дальнейшего расширения процессов адсорбционной депарафинизации типа «Парекс» значительно снизились.

Проблема получения низкозастывающих моторных топлив (а также масел) может быть решена включением в схемы НПЗ нового эффективного и весьма универсального процесса - каталитической гидродепарафинизации (КГДП) нефтяных фракций. Процессы КГДП находят в последние годы все более широкое применение за рубежом при получении низкозастывающих реактивных и дизельных топлив, смазочных масел в сочетании с процессом каталитического риформинга (селекто-форминга) - высокооктановых автомобильных бензинов. Использование процесса КГДП позволяет значительно расширить сырьевую базу производств дизельныз топлив зимних и арктических сортов.

Наиболее дешевым способом получения зимнего дизельного топлива за рубежом является введение (в сотых долях процента) депрессорных присадок в летнее топливо. Однако подавляющее большинство присадок, достаточно эффективно понижая температуру застывания топлива, практически не влияют на температуру его помутнения, что в значительной степени ограничивает область его применения. Такое топливо возможно применять в районах с температурой воздуха зимой не ниже -15°С. Такие климатические условия соответствуют большинству стран Западной Европы, Прибалтики, Белоруссии, Молдавии и Украине. Однако промышленное производство отечественных депрессорных присадок до сих пор не организовано.

Дальнейшее увеличение ресурсов дизельных топлив возможно за счет расширения их фракционного состава и использования дистиллятов вторичных процессов. Так, повышением температуры конца кипения на 25 - 30 С можно увеличить ресурсы летнего топлива на 3 - 4 % от общего его производства. Такая температура конца кипения соответствует t 90% = 360 С. В настоящее время на ряде НПЗ страны начат выпуск по ТУ в достаточно больших масштабах летнего дизельного топлива утяжеленного фракционного состава (с t н.к.= 60 - 80 С, t 90% = 360 С), представляющего собой смесь бензиновой и дизельной фракций. Такие топлива (газоконденсатное широкофракционное зимнее (ГШЗ)) уже получают из некоторых газовых конденсатов и используют в отдаленных северных и северо-восточных районах страны, куда затруднительна доставка стандартного дизельного топлива.

Производство дизельных топлив можно значительно увеличить за счет использования в их составе вторичных газойлей (каталитического крекинга и коксования), хотя это и приводит к ухудшению химической стабильности топлив. Наибольшее применение за рубежом находит лёгкий газойль каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем. В США, например, доля такого газойля в составе дизельных топлив весьма значительна. Поэтому в нем возросло содержание аренов, а цетановое число (ЦЧ) уменьшилось в среднем дизельном фонде до 40 - 42 против 45 - 50.

Представляется возможным расширить ресурсы дизельных топлив также за счет высвобождения значительных количеств газойлевых фракций, оставляемых ныне в мазуте или добавляемых в котельные топлива как разбавитель с целью обеспечения требуемой вязкости. По мере уменьшения объемов производства котельных топлив и увеличения мощностей висбрекинга или других процессов глубокой переработки нефтяных остатков количество газойлевых фракций будет непрерывно возрастать, что позволит дополнительно расширить ресурсы дизельных топлив.

Список литературы

1. С.А. Ахмеров. Технология глубокой переработки нефти и газа. - Издательство «Гилем ». Уфа, 2002. 672 с.

2. Н.В. Берштейн, Ф.М. Хуторянский, Д.Н. Левченко. Совершенствование процесса обессоливания нефти на ЭЛОУ НПЗ. - Химия и технология топлив и масел, № 1, 1983. - с. 8 - 14.

3. А.Р. Сафин, А.П. Скибенко и др. Повышение эффективности работы атмосферных и вакуумных установок АВТ. - Химия и технология топлив и масел, № 2, 1984. - с. 10 - 14.

4. А.Н. Иванченко, Л.Г. Сушко и др. Повышение эффективности работы атмосферных и вакуумных установок АВТ. - Химия и технология топлив и масел, № 3, 1984. - с. 12 - 14.

5. Ф.Б. Петлюк, Г.Н. Черновисов и др. Повышение эффективности работы атмосферных и вакуумных установок АВТ. - Химия и технология топлив и масел, № 5, 1984. - с. 12 - 14.

6. Р.Г. Гареев, В.П. Мешалкин и др. Энергосберегающая технология ректификации на установках AT и АВТ. - Химия и технология топлив и масел, №9,3, 1984. - с. 4 - 6.

7. С.Ш. Гершунц, А. Ф. Махов и др. Внедрение электродегидратов с встроенными струйными смесителями. - Химия и технология топлив и масел, №1, 1985. - с. 15 - 16.

8. Т.И. Рыкунова. Нефтяной комплекс России. Реконструкция предприятий нефтепеработки: пути реализации. - Химия и технология топлив и масел, №3, 1984. - с. 12 - 14.

9. Р.Г. Гареев. Анализ и синтез схем фракционирования нефти. - Химия и технология топлив и масел, № 5, 1995. - с. 5 - 6.

10. А.М. Данилов. Вклад российских химиков в развитие научных основ переработки нефти.- Химия и технология топлив и масел, №2, 1996. - с. 5 - 7.

11. По данным ИНФО-ТЭК. Итоги 1995 года. - Химия и технология топлив и масел, №2, 1996. - с. 8.

12. Л.А. Калинчева, В.П. Запорин и др. Влияние свойств сырья коксования на качество графитированных электродов. - Химия и технология топлив и масел, №2, 1996. - с. 23 - 27.

13. С.А. Сидоров, А.Н. Коваленко и др. Модернизация вакуумной колонны установки АВТ. - Химия и технология топлив и масел, № 5, 1996. - с. 21 - 23.

14. В.И. Фокин. Решение проблемы глубокой переработки мазута. - Химия и технология топлив и масел, %5, 1996. - с. 16 - 17.

15. Л.Е. Злотников. Нефтеперерабатывающая промышленность России: сегодня и завтра. - Химия и технология топлив и масел, №1, 1997.- c.3 - 6.

Размещено на Allbest.ru