Ахметов С.А. Лекции по технологии глубокой переработки нефти в моторные топлива

Подождите немного. Документ загружается.

291

Рис. 10.4. Блок-схема перспективного НПЗ глубокой переработки сернистой нефти

ǮȞȜȒȡȘȠȩǪǩȡ

Ǫǩȡ

Ǫǡǩ

ǱǞǣǣ

ǫȍȕȡȠ

ǬȓȢȠȪ



Ǟǭ

Ǟǡǳǲ

ǩǪǞǲǰ

$

)



ǰȓȞȍ



oǰ







ǰ

ǟȓțȕȖțțȍǩǯ

ǣȖȕȓșȪțȜȓ

ȠȜȝșȖȏȜ

ǫȍșȜȟȓȞțȖȟȠȜȓ

ȠȓȣțȜșȜȐȖȥȓȟȘȜȓ

ȠȜȝșȖȏȜ

292

Рис. 10.5. Блок-схема перспективного НПЗ БОП сернистой нефти с выработкой max АБ

Продукты ЛК-6у

ЛК-6у

ЛГК

ТАДД

Мазут

Нефть

АО

АГФУ

КЛАУС

>350

Сера

–С

Бензин КК

(н.к. – 195

Бензин ЛГК

Дизельное

топливо

КК

л. газойль

т. газойль

}

Алкилаты

и МТБЭ

∑

293

Продукты ЛК-6у

ЛК-6у

ГК

ТАДД

Мазут

Нефть

АО

АГФУ

КЛАУС

>350 ˚C

Сера

–С

Бензин ГК

Дизельное

топливо

Рис. 10.6. Блок-схема перспективного НПЗ БОП сернистой нефти с выработкой max ДТ

294

Продукты ЛК-6у

ЛК-6у

ГО

ТА ДД

Мазут

Нефть

АО

АГФУ

КЛАУС

>350 ˚C

>500 ˚C

Сера

–С

62...85 ˚С

Бензин на КР

Дизельное

топливо

Термогазойль

ТКДС+ВП

ЗК

ПЕК

Кокс игольчатый

Рис. 10.7. Блок-схема перспективного НПЗ глубокой перераб. сернистой нефти с получением МТ и игольчатого кокса

295

Таблица 10.3 — Сравнительные характеристики блок-схем НПЗ

при переработке сернистой нефти

Выход н. п., % мас. Рис. 10.1 Рис. 10.2а Рис. 10.2б Рис. 10.3 Рис. 10.4 Рис. 10.5 Рис. 10.6 Рис. 10.7

МТ 42,7 60,6 64,9 70,5 61,4 77,8 81,4 50,5

в т. ч.

АБ

15,6 28,3 20,4 31,4 19,3 31 25,9 19,7

ДТ 27,1 32,3 44,5 39,1 42,1 46,8 55,5 30,8

КТ 49,0 25,1 24,2 7,3 — — — —

Технол. топливо — — — — 22,8 — — —

термогазойль — — — — — 2,1 — 20,9

кокс

электродный

———5,8————

кокс

игольчатый

— — — — — — — 2,85

296

Лекция 39. Современные проблемы производства

высококачественных моторных топлив

Осн. тенденции произв-ва АБ. Мир. произ-во АБ по

состоянию на 2000 г. составило 953 млн т/год. Предполага-

ется, что несмотря на высокие темпы роста автомобильно-

го парка в мире (ежегодно на 10 млн шт.), потребление АБ

в ближайшие годы сохранится на нынешнем уровне за счет

существенного повышения топливной экономичности авто-

мобилей, перевода части автотранспорта на альтернативные

источники топлива и ускорения дизелизации.

Главенствующей до последнего времени тенденцией

в развитии произв-ва АБ являлось непрерывное повышение

их ДС (в двигателестроении — увеличение степ. сжатия), что

способствовало существенному улучшению технико-экон.

показателей экспл. транспортных средств. в то время, когда

уровень ОЧ выпускаемых АБ был не столь высок, как в наст.

время, повышение ДС достигалось относительно легко за

счет использования сравнительно дешевых термодеструк-

тивных процессов и КК. Однако для послед. повышения ДС

до совр. высокого уровня потребовалось развивать в нефте-

перераб. более дорогие энергоемкие КП, такие как КР, алк-е,

ИЗ и т. д., в которых, кроме того, происходит снижение ре-

сурсов АБ. Естественно, затраты на такие процессы в нефте-

перераб. должны окупаться экономией средств потребителей

за счет применения ВО бензинов. Следовательно, оптималь-

ные значения ДС АБ будут определяться уровнем химизации

и технологии процессов нефтеперераб., а также мир. ценами

на нефть.

Наиб. массовым в России в наст. время явл. АБ А-76.

В перспективе будет преим. развиваться произ-во АИ-93

(или АИ-92) и АИ-95.

С целью улучшения транспортной обеспеченности насе-

ления страны предусматривается знач. увеличение выпуска

автомобилей преим. повышенной топливной экономичности:

грузовых спецмашин меньшей грузоподъемности, легковых

ср. (ВАЗ-21-08, ВАЗ-21-09), малого и особо малого классов

(«Таврия», «Ока» и др.) и ряд др. мероприятий по оптими-

зации структуры автопарка.

297

В связи с ужесточением экологических требований во

мн. странах мира приняты законодательные акты по запре-

щению применения свинцовых антидетонаторов в АБ. Совр.

автомобили должны удовлетворять жестким экологическим

нормам токсичности выхлопных газов (табл. 10.4), а АБ и ДТ

для их ДВС должны выпускаться по нормам Европейского

союза и США (табл. 10.5).

Таблица 10.4 — Нормы предельно-допустимых

выбросов в странах ЕС

(для легковых автомобилей весом 1250 кг), г/км

Нормы

Го д

введения

ЕС (РФ)

БД ДТ

СО С

CO C

Твердые

частицы

Евро-1 1993 (1999) 2,72 0,97* 2,72 0,97* 0,14

Евро-2 1996 (2006) 2,2 0,5* 1,0 0,67* 0,08

Евро-3 2000 (2008) 1,5 0,17 0,14 0,6 0,06 0,5 0,05

Евро-4 2005 (2010) 0,7 0,08 0,07 0,47 0,05 0,25 0,05

* Сумма С

и NO.

Таблица 10.5 — Основные показатели качества

автобензинов и дизельного топлива ЕС

Показатели

Евро-2

(1996 г.)

Евро-3

(2000 г.)

Евро-4 (2005 г.)

Автобензины:

Содержание, не более:

бензола, % об. 5 1 1

аренов, % об. – 42 30

серы, % мас. (ppm) 0,05 (500) 0,015 (150) 0,003…0,001 (30…10)

олефинов, % мас. – 18 14

кислорода, % мас. – 2,3 2,7

Дизельные топлива:

ЦЧ, не менее – – 51

Содержание, не более:

ПАУ, % 11

серы, % 0,035

298

Как видно из табл. 10.5, характерной особенностью перс-

пективных зарубежных бензинов явл. низкое содерж-е в них

аренов (<30 %, в т. ч. бензола <1 %), что считается призна-

ком высокого кач-ва по таким показателям, как склонность

к нагаро образованию, калильное зажигание, коэф. равномер-

ного распределения ДС по фр-ям, ОЧ смешения, и пр. вс. по

экологичности. Низкое содерж-е аренов при высокой ДС

бензинов достигается знач. большим, чем в бывш. СССР,

вовлечением в их компонентный состав алкилата и бензи-

нов КК, характеризующихся знач. содерж-ем ВО изоалканов

(табл. 10.6).

Таблица 10.6 — Компонентный состав автобензинов

России, США и Западной Европы

Показатель (данные 1999 г.) Россия США

Западная

Европа

Общий объем бензинового фонда,

млн т/год 24 330 130

Компонентный состав, % об.:

бутаны

риф-т

фр-и КК

ИЗ

алкилат

оксигенаты

бензин прямой перегонки и ГК

фр-и термол. процессов

5, 7

54,1

1,5

0,3

0,2

13,3

4,97

35,5

11,2

3,6

3,1

0,6

48,2

7,3

0,5

ОЧ: (ОЧИМ + ОЧММ)/2 82 89 88

Содерж-е:

свинца, г/л

серы, % мас.

аренов (общее), % об.

0,25

0,1

0,03

0,02

В составе отеч. ВО бензинов преобладает риф-т, что

и обусловливает повышенное содерж-е в них аренов. В совр.

ГОСТах России не предусмотрены ограничения по содерж-ю

аренов и требованию равномерности распределения ДС по

фр-ям бензинов. Установлено, что экспл. АБ с ограниченным

содерж-ем аренов (< 30 %) и с равномерным распределени-

ем ДС по фр-ям позволяет несколько понизить уровень ОЧ

и тем самым расширить ресурсы бензинов, а также сущест-

венно улучшить их экологическое кач-во.

299

Для решения проблемы снижения содерж-я аренов,

бензола и олефинов в товарных АБ до стандартов ЕС для

нефтеперераб. комплекса России потребуется ускоренное

внедрение процессов произв-ва неароматизированных ВО

компонентов, пр. вс. процессов ИЗ головных фр-й бензинов,

ГК, КК, СГК, а также произв-в оксигенатов и присадок.

Нек-рые тенденции произв-ва ДТ. Мир. произ-во ДТ

в 2005 г. составило более 1 млрд т/год.

По объему произв-ва ДТ бывш. СССР занимал I место

в мире. По кач-ву отеч.е ДТ соответствуют лучшим зарубеж-

ным образцам.

Основу отеч. ДТ составляют прямогон-ные дистилляты,

причем ок. половины из них приходится на долю гидро-

очищенных фр-й. Дистилляты вторичного происхождения

используются в незнач. кол-вах (в частности, ок. 3 % при-

ходится на долю ЛГ КК). Необходимо отметить, что произ-

во малосернистых сортов топлив с содерж-ем S < 0,2 % мас.

сопряжено с потерями их ресурсов и значительными энерго-

затратами на глубокую ГО. При ГО одновр. с неуглев-дными

гетеросоединениями удаляются из топлива имеющиеся в ис-

ходной нефти прир. антиокислительные, противоизносные,

антикоррозионные и др. присадки. Поэтому при произв- ве

товарных гидроочищенных ДТ возникает необходимость

применения большого ассортимента и в достаточно больших

кол-вах синтет. присадок.

Введение новых экологических норм ЕС (табл. 10.5) по-

влечет за собой дальнейшее усложнение технологии и соотв.

повышение себестоимости произв-ва ДТ.

В 1999 г. структура произв-ва отдельных марок ДТ

в России составила: летнее — 86,5 %, зимнее и арктичес -

кое — 13,5.

Наиб. массовым в стране явл. 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 низкоза-

стывающем виде топлива, связанные с необходимостью

интенсивного освоения прир. богатств Сибири, Дальнего

Востока и Крайнего Севера. В наст. время осн. способом

получения низкозастывающих ДТ явл. облегчение их фрак-

300

ционного состава путем снижения t

к.к.

до 300…320 °С (про-

тив 360 °С для летнего сорта), что связано с существенным

ограничением их ресурсов. Относительно небольшая часть

таких топлив вырабатывается на основе цеолитной и кар-

бамидной депарафинизации. Денормализаты цеолитной ДП

имеют хорошие низкотемпературные св-ва (t

заст

–50…–45 °С,

помутн

–50…–35 °С), поэтому они преим. используются в кач-

ве зимних и арктических топлив. При карбамидной ДП не

полностью удаляются высокоплавкие парафины, поэтому

денормализаты этого процесса имеют при t

заст

–35 °С и ни-

же t

помутн

лишь –11 °С, вместо требуемых –25 или –35 °С. Для

более полного удовлетворения потребностей в зимних и ар-

ктических сортах ДТ и одновр. в жидких парафинах — цен-

ном дефицитном сырье для нефтехимии и микробиологи-

ческого синтеза — в 1980-е гг. в нашей стране ускоренными

темпами строились установки ДП, особенно типа «Парекс».

Однако позже, в связи с принятием во мн. странах мира,

в т. ч. в бывш. СССР, законодательных актов, запрещаю щих

использование жидких нефт. парафинов для произв-ва бел-

ково-витаминных концентратов, и переводом уста новок на

растительные виды сырья темпы дальнейшего расширения

процессов адсорбц. ДП типа «Парекс» знач. снизились.

Проблема получения низкозастывающих МТ (а также

масел) может быть решена включением в схемы НПЗ нового

эффективного и весьма универсального процесса — КГДП

нефт. фр-й. Процессы КГДП находят в последние годы все

более широкое применение за рубежом при получении низ-

козастывающих РТ и ДТ, СМ в сочетании с процессом КР

(селекто-форминга) — ВО АБ. Использование процесса

КГДП позволяет знач. расширить сырьевую базу произв-в

ДТ зимних и арктических сортов.

Наиб. дешевым способом получения зимнего ДТ за ру-

бежом явл. введение (в сотых долях процента) депрессорных

присадок в летнее топливо. Однако подавляющее бол-во при-

садок, достаточно эффективно понижая t

заст

топлива, практ.

не влияют на t

помутн

, что в знач. степ. ограничивает область

его применения. Такое топливо возможно применять в райо-

нах с t воздуха зимой не ниже –15 °С. Такие климатические

условия соответствуют бол-ву стран Зап. Европы, Прибалти-