Производство моторных топлив и масел методом каталитического гидрокрекинга

                     32,4%                                          22,3%

          вакуумный газойль

                                                      (350-500⁰С)

                                                       27,6%

                 

              водород                Гидрокре-            газы

                 0,6%                       кинг                  1,1%

        бензин ГК (НК-180⁰С)                     дизельное топливо ГК (180-350 ⁰С)

      4,5%                                15,6% 

      масло ГК

                                                          7,0% 
 
 

                         слоп-воск       Депарафи-         парафин

                             0,9%             низация              0,8%

 
 
 

                                            базовое масло

                                                     5,3%  

    По  представленным блок-схемам переработки нефтей месторождения Кумколь и Мангистау были рассчитаны материальные балансы: установок АВТ, гидрокрекинга, УЗК, депарафинизации и соответственно сводные балансы, по результатам которых составлена диаграмма выходов нефтепродуктов (рис.3). из диаграммы видно, чо выход бензина, дизельного топливо, кокса, котельного топливо больше при переработке мангистауской нефти (за счет процесса гидрокрекинга), а выход базового масла и парафина больше из кумкольской нефти. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4 Перспективы глубокой переработки нефти на АНПЗ

    по топливно-масляной схеме 

    Как известно, нефтеперерабатывающие заводы в основном строятся по двум технологическим схемам: топливной, т. е. с производством моторных топлив_; и топливно-масляной, когда наряду с топливами вырабатываются смазочные масла, без которых также невозможны не только эксплуатация транспортных средств, но и осуществление многих технологических процессов.

     К сожалению, все три НПЗ Казахстана (Атырауский, Павлодарский и Шымкентский) были построены по топливному варианту, а смазочные материалы в страну до сих пор завозят извне. В год распада СССР, т.е. в 1991 г., было завезено 610 тыс. т. различных смазочных материалов [1]. За годы независимости попытки строить новый завод по топливно-масляной схеме не увенчались успехом.

    Кроме того, глубина переработки нефти на казахстанских заводах намного ниже, чем на заводах в России, не говоря уже о США, Европе, Японии. Обусловлено это впервую очередь тем, что в республике не строятся новые современные установки по вторичной переработке нефти, при этом 45- 50 % сырья уходит в остаток- мазут, из которого при наличии соответствующих технологических процессов может быть получен широкий ассортимент продукции, включающий бензины, дизельное топливо, смазочные масла, группы углеводородов для нефтехимии и т.д. [11].

    Углубление переработки нефти на имеющихся в республике НПЗ позволит получать дополнительно не менее 25 % высококачественных конкурентоспособных на внешнем рынке нефтепродуктов, более гибко проводить политику соотношения количества перерабатываемой и экспортируемой нефти, избежать дефицита горюче-смазочных материалов. Кроме того, углубление переработки нефти одновременно решает задачу сырьевой базы для таких важных отраслей промышленности, как нефтехимия и химия.

    Хотя ;на Атырауском НПЗ и произошла реконструкция действующих установок, и введены в строй некоторые новые установки, такие, как гидроочистка  и гидродепарафинизация дизельного топлива, изомеризация, гидроочистка бензиновой фракции, все же пока отсутствуют мощности по переработке вакуумного газойля, что сказывается на глубине переработки, которая едва достигает 60 %, что является крайне низким показателем. Поскольку основным направлением развития отечественной нефтепереработки на современном этапе должно быть углубление переработки нефти и повышение качества нефтепродуктов, имеется •возможность на АНПЗ наряду с производством высококачественных моторных   топлив выпускать и смазочные нефтяные мас.ла, тем самым решив проблему их импорта в страну.

    Оснащение НПЗ установками глубокой переработки нефти на основе каталитических и гидрокаталитических процессов позволит в кратчайшие •сроки с относительно низкими капитальными затратами увеличить выпуск -высококачественных моторных топлив и масел [12].

    Из анализа работы технологических установок существующей схемы Атырауского 
НПЗ видно, что около 40% мазута остается без эффективной переработки. Поэтому 
для увеличения глубины переработки нефти нами исследованы остатки (вакуумный 
газойль, мазут, гудрон) АНПЗ для выбора более рационального варианта их 
глубокой переработки. Для этого нами рассмотрены варианты переработки

    вакуумного газойля на установках каталитического крекинга и гидрокрекинга.

    Материальные балансы процессов каталитического крекинга и гидрокрекинга приведеныв таблицах 1 и 2. Внедрение этих процессов изменяет баланс полученных -эфтепродуктов в сторону максимального увеличения выхода моторных топлив беннзина и дизельного топлива) [13].

    Несмотря на сравнительно высокие капиталовложения и стоимость катализатора, процесс гидрокрекинга для производства топлив и масел является экономически эффективным. Оценка экономической эффективности процесса подтверждается и результатами промышленных испытаний.

    

 

    В с цельях увеличения суммы светлых фракций нами были проведены опыты по гидрокрекингу вакуумного газойля АНПЗ [14].

    Эксперименты были проведены при" объемных скоростях 0,5 ч ^-1 и 1,0 ч^-1. Результаты гидрокрекинга представлены в табл. 3.

    С повышением объемной скорости подачи сырья увеличивается выход гидрогенизата (табл. 3). Переход на более жесткий режим (повышение температуры, уменьшение подачи сырья) приводит к снижению сыхода гидрогенизата. Материальный баланс опытов по гидрокрекингу вакуумного газойля представлен в табл. 4.

    

 

    Следует отметить, что процесс получения масел гидрокрекингом дает ценные побочные продукты. Все легкие продукты имеют низкое содержание серы. Бензин благодаря высокому содержанию нафтенов является хорошим сырьем для риформинга. Реактивное топливо отличается небольшим содержанием ароматических углеводородов и низкой температурой застывания. Возможно получение фракций дизельного топлива также с низкой температурой застывания. Легкие смазочные масла пригодны для изготовления белых медицинских масел и маслорастворимых сульфонатов.

    Из материального баланса опытов по гидрокрекингу вакуумного газойля виднно, что ужесточение режима гидрокрекинга (0,5 ч ^-1) увеличивает выход газа и топливных фракций по сравнению с масляными, и наоборот.

    

    Результаты анализов дистиллятов представлены в табл. 5. Если характеризовать топливные фракции гидрокрекинга, то увеличение объемной скорости подачи сырья (1 час¹) приводит к незначительному ухудшению показателей качества этих дистиллятов.

    В случае масляных дистиллятов гидрокрекинга (табл. 6) более лучшие показатели характерны для опыта №1 (0,5 ч^-1) по содержанию серы, по температуре застывания и индексу вязкости.

    

 

    Масляные дистилляты отличаются весьма высокими содержаниями парафино-нафтеновых и легких ароматических углеводородов, составляющих в опыте №1 95,1%, в опыте №2 91,1%, что позволяет ожидать получение после проведения депарафинизации высокоиндексных базовых масел. 

    

 

    Опыты по депарафинизации проводили в следующих условиях: температура фильтрации минус 27°С, кратности растворитель - сырье 4:1 на стадии кристаллизации и 1,5:1 на стадии промывки. Результаты опытов сведены в табл. 7.

    Как видно из результатов анализов продуктов депарафинизации масляных дистиллятов, выходы депарафинизированных масел достигают 76 - 80%, причем при более жестких условиях гидрокрекинга (опыт 1) было получено депарафинизированное масло с более лучшими показателями по индексу вязкости и температуре застывания. Это указывает на то, что с увеличением температуры и уменьшением объемной скорости подачи сырья преобладают реакции крекинга более тяжелых полициклических углеводородов и изомеризации парафиновых углеводородов, Вместе с тем следует отметить, что масляные дистилляты гидрокрекинга имеют довольно широкий фракционный состав в пределах 350-460°С. При более узком отборе масел по фракционному составу величину индекса вязкости базового масла можно повысить до 110 - 115 пунктов. 

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    В целом результаты опытов по гидрокрекингу вакуумного газойля АНПЗ, свидетельствуют о том, что переработка остаточного углеводородного сырья наряду с выработкой светлых дистиллятов (бензина и дизельного топлива) с глубиной переработки на 63,6-71,3 % от исходного сырья гидрокрекинга, позволяет получить еще и отличные базовые масла.

    Дизельное топливо гидрокрекинга полностью соответствует требованиям на экологически чистые марки летнего дизтоплива. Бензин с октановым числом 70 также будет легко утилизирован на НПЗ в качестве компонента товарных автобензинов [15].

    При этом необходимым условием достижения положительного результата представляется правильность выбранного набора технологий (установок), обеспечивающего производство высококачественных моторных топлив, смазочных масел, соответствующих требованиям мировых стандартов, а также сырья для нефтехимии. Это, в конечном счете позволит увеличить глубину переработки нефти, что является сегодня день актуальной задачей для НПЗ Казахстана. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

   В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов. Основными группами являются жидкое топливо, газообразное топливо, твердое топливо (нефтяной кокс), смазочные и специальные масла, парафины и церезины, битумы, ароматические соединения, сажа, ацетилен, этилен, нефтяные кислоты и их соли, высшие спирты.

   Наибольшее  применение продукты переработки нефти находят в топливно-энергетической отрасли.

   В последние годы (наряду с увеличением  выработки топлива и масел) углеводороды нефти широко используют как источник химического сырья. Различными способами  из них получают вещества, необходимые  для производства пластмасс, синтетического текстильного волокна, синтетического каучука, спиртов, кислот, синтетических моющих средств, взрывчатых веществ, ядохимикатов, синтетических жиров и т.д.

   Нефть останется в ближайшем будущем  основой обеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтехимической промышленности. Здесь будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и разработки месторождений. Но ресурсы нефти в природе ограничены. Бурное наращивание в течение последних десятилетий их добычи привело к относительному истощению наиболее крупных и благоприятно расположенных месторождений.

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Надиров Н.К. Нефтегазовый комплекс Казахстана // Нефть и газ. 2000. №3. С. 9.