Īss kurināmā ražošanas galveno tehnoloģisko procesu apraksts. Mūsdienu tehnoloģijas naftas pārstrādes padziļināšanai Moderna naftas pārstrāde

Nafta ir vissvarīgākā Krievijas rūpniecības izejviela. Ar šo resursu saistītie jautājumi visos laikos tika uzskatīti par vienu no svarīgākajiem valsts ekonomikai. Naftas pārstrādi Krievijā veic specializēti uzņēmumi. Tālāk mēs sīkāk apsvērsim šīs nozares iezīmes.

Galvenā informācija

Vietējās naftas pārstrādes rūpnīcas sāka parādīties jau 1745. gadā. Pirmo uzņēmumu uz Ukhtas upes dibināja brāļi Chumelov. Tā ražoja petroleju un smēreļļas, kas tajā laikā bija ļoti populāras. 1995. gadā primārā naftas pārstrāde jau sasniedza 180 miljonus tonnu. Viens no galvenajiem šajā nozarē strādājošo uzņēmumu atrašanās vietas faktoriem ir izejvielas un patēriņa preces.

Nozares attīstība

Lielās naftas pārstrādes rūpnīcas parādījās Krievijā pēckara gados. Līdz 1965. gadam valstī tika izveidotas aptuveni 16 jaudas, kas ir vairāk nekā puse no pašlaik strādājošajām. 90. gadu ekonomiskās pārejas laikā bija vērojams ievērojams ražošanas kritums. To noteica straujš iekšzemes naftas patēriņa kritums. Tā rezultātā produktu kvalitāte bija diezgan zema. Arī konversijas dziļuma koeficients samazinājās līdz 67,4%. Tikai 1999. gadā Omskas pārstrādes rūpnīcai izdevās pietuvoties Eiropas un Amerikas standartiem.

Mūsdienu realitātes

Dažu pēdējo gadu laikā naftas pārstrāde ir sākusi sasniegt jaunu līmeni. Tas ir saistīts ar ieguldījumiem šajā nozarē. Kopš 2006. gada tie ir sasnieguši vairāk nekā 40 miljardus rubļu. Turklāt ievērojami pieaudzis arī konversijas dziļuma koeficients. 2010. gadā ar Krievijas Federācijas prezidenta dekrētu tika aizliegts pieslēgt automaģistrālēm tiem uzņēmumiem, kuriem tas nesasniedza 70%. Valsts vadītājs to skaidroja ar to, ka šādām ražotnēm nepieciešama nopietna modernizācija. Valstī kopumā šādu miniuzņēmumu skaits sasniedz 250. Līdz 2012. gada beigām tika plānots uzbūvēt lielu kompleksu cauruļvada galā, kas ved uz Kluso okeānu caur Austrumsibīriju. Tās apstrādes dziļumam bija jābūt aptuveni 93%. Šis rādītājs atbildīs līmenim, kas sasniegts līdzīgos ASV uzņēmumos. Naftas pārstrādes nozari, kas lielā mērā ir konsolidēta, kontrolē tādi uzņēmumi kā Rosņeftj, Lukoil, Gazprom, Surgutņeftjegaz, Bašņeftj u.c.

Nozares nozīme

Mūsdienās naftas ieguve un pārstrāde tiek uzskatīta par vienu no daudzsološākajām nozarēm. Tajos iesaistīto lielo un mazo uzņēmumu skaits nepārtraukti pieaug. Naftas un gāzes pārstrāde nes stabilus ienākumus, pozitīvi ietekmējot visas valsts ekonomisko stāvokli. Šī nozare ir visvairāk attīstīta valsts centrā, Čeļabinskas un Tjumeņas reģionos. Naftas produkti ir pieprasīti ne tikai valsts iekšienē, bet arī ārzemēs. Mūsdienās uzņēmumi ražo petroleju, benzīnu, aviācijas, raķešu, dīzeļdegvielu, bitumenu, motoreļļas, mazutu un tā tālāk. Gandrīz visi augi tika izveidoti blakus torņiem. Pateicoties tam, naftas pārstrāde un transportēšana tiek veikta ar minimālām izmaksām. Lielākie uzņēmumi atrodas Volgas, Sibīrijas un Centrālajā federālajā apgabalā. Šīs pārstrādes rūpnīcas veido aptuveni 70% no visas jaudas. Starp valsts reģioniem Baškīrija ieņem vadošo pozīciju nozarē. Naftas un gāzes pārstrāde tiek veikta Hantimansijskā, Omskas apgabalā. Uzņēmumi darbojas arī Krasnodaras reģionā.

Statistika pa reģioniem

Valsts Eiropas daļā galvenās ražotnes atrodas Ļeņingradas, Ņižņijnovgorodas, Jaroslavļas un Rjazaņas apgabalos, Krasnodaras apgabalā, Tālajos Austrumos un Dienvidsibīrijā, tādās pilsētās kā Komsomoļska pie Amūras, Habarovska, Ačinska , Angarska, Omska. Modernas naftas pārstrādes rūpnīcas tika uzceltas Permas reģionā, Samaras reģionā un Baškīrijā. Šie reģioni vienmēr ir uzskatīti par lielākajiem naftas ieguves centriem. Līdz ar ražošanas pārcelšanu uz Rietumsibīriju rūpnieciskās jaudas Volgas reģionā un Urālos kļuva liekas. 2004. gadā Baškīrija kļuva par līderi starp Krievijas Federāciju veidojošajām vienībām primārajā naftas pārstrādē. Šajā reģionā rādītāji bija 44 miljonu tonnu līmenī. 2002. gadā Baškortostānas naftas pārstrādes rūpnīcas veidoja aptuveni 15% no kopējā naftas pārstrādes apjoma Krievijas Federācijā. Tas ir aptuveni 25,2 miljoni tonnu Nākamo vietu ieņēma Samaras reģions. Tas nodrošināja valstij aptuveni 17,5 miljonus tonnu. Nākamie pēc apjoma bija Ļeņingradas (14,8 miljoni) un Omskas (13,3 miljoni) apgabali. Šo četru uzņēmumu kopējā daļa veidoja 29% no visas Krievijas naftas pārstrādes.

Naftas rafinēšanas tehnoloģija

Uzņēmumu ražošanas cikls ietver:

• Izejvielu sagatavošana.
• Primārā naftas rafinēšana.
• Frakciju sekundārā destilācija.

Mūsdienu apstākļos naftas pārstrāde tiek veikta uzņēmumos, kas aprīkoti ar sarežģītām mašīnām un ierīcēm. Tie darbojas zemas temperatūras, augsta spiediena, dziļa vakuuma apstākļos un bieži vien agresīvā vidē. Eļļas rafinēšanas process ietver vairākus posmus kombinētās vai atsevišķās vienībās. Tie ir paredzēti, lai ražotu plašu produktu klāstu.

Tīrīšana

Šajā posmā tiek apstrādātas izejvielas. Nafta, kas nāk no laukiem, tiek pakļauta attīrīšanai. Tas satur 100-700 mg/l sāļu un ūdens (mazāk par 1%). Attīrīšanas laikā pirmā komponenta saturs tiek samazināts līdz 3 mg/l vai mazāk. Ūdens īpatsvars ir mazāks par 0,1%. Tīrīšana tiek veikta elektriskās atsāļošanas iekārtās.

Klasifikācija

Jebkurā naftas pārstrādes rūpnīcā izejvielu pārstrādei tiek izmantotas ķīmiskas un fizikālas metodes. Ar pēdējo tiek panākta sadalīšana eļļas un degvielas frakcijās vai nevēlamu sarežģītu ķīmisko elementu noņemšana. Eļļas rafinēšana ar ķīmiskām metodēm ļauj iegūt jaunas sastāvdaļas. Šīs transformācijas ir klasificētas:

Galvenie posmi

Galvenais process pēc attīrīšanas ELOU ir atmosfēras destilācija. Šajā procesā tiek atlasītas degvielas frakcijas: benzīns, dīzeļdegviela un reaktīvo dzinēju degviela, kā arī apgaismes petroleja. Arī atmosfēras destilācijas laikā tiek atdalīts mazuts. To izmanto vai nu kā izejvielu tālākai dziļai apstrādei, vai kā katlu kurināmā elementu. Pēc tam frakcijas tiek attīrītas. Tie tiek pakļauti hidroapstrādei, lai noņemtu heteroatomiskos savienojumus. Benzīns tiek pakļauts katalītiskajai riformingam. Šo procesu izmanto, lai uzlabotu izejvielu kvalitāti vai iegūtu atsevišķus aromātiskos ogļūdeņražus – materiālu naftas ķīmijas produktiem. Pēdējie jo īpaši ietver benzolu, toluolu, ksilolu un tā tālāk. Mazuts tiek destilēts vakuumā. Šis process ļauj iegūt plašu gāzeļļas frakciju. Šī izejviela tiek tālāk apstrādāta hidro- vai katalītiskā krekinga iekārtās. Rezultātā tiek iegūtas motordegvielas sastāvdaļas un šaurās destilāta eļļas frakcijas. Tālāk tie tiek nosūtīti uz šādiem attīrīšanas posmiem: selektīva apstrāde, atvaskošana un citi. Pēc vakuumdestilācijas paliek darva. To var izmantot kā izejvielu dziļajā apstrādē, lai iegūtu papildu apjomus motordegvielas, naftas koksa, būvniecības un ceļu bitumena, vai kā katlu kurināmā sastāvdaļu.

Eļļas rafinēšanas metodes: hidroapstrāde

Šī metode tiek uzskatīta par visizplatītāko. Hidroapstrādi izmanto sēra un augsta sēra satura eļļu apstrādei. Šī metode ļauj uzlabot motordegvielas kvalitāti. Procesa laikā tiek atdalīti sēra, skābekļa un slāpekļa savienojumi, izejvielu olefīnus hidrogenē ūdeņraža vidē uz alumīnija-kobalta-molibdēna vai niķeļa-molibdēna katalizatoriem 2-4 MPa spiedienā un 300-400 temperatūrā. grādiem. Citiem vārdiem sakot, hidroapstrāde sadala organiskās vielas, kas satur slāpekli un sēru. Tie reaģē ar ūdeņradi, kas cirkulē sistēmā. Tā rezultātā veidojas sērūdeņradis un amonjaks. Iegūtie savienojumi tiek noņemti no sistēmas. Visa procesa laikā 95-99% izejvielu pārvēršas attīrītā produktā. Tajā pašā laikā veidojas neliels benzīna daudzums. Aktīvais katalizators tiek periodiski reģenerēts.

Katalītiskā krekinga

Tas notiek bez spiediena 500-550 grādu temperatūrā uz ceolītu saturošiem katalizatoriem. Šis process tiek uzskatīts par visefektīvāko un padziļina naftas rafinēšanu. Tas ir saistīts ar faktu, ka tās laikā no augstas viršanas degvieleļļas frakcijām (vakuuma gāzeļļas) var iegūt līdz 40-60% motorbenzīna komponenta ar augstu oktānskaitli. Turklāt tie izdala taukainas gāzes (apmēram 10-25%). To savukārt izmanto alkilēšanas vai esteru ražotnēs, lai ražotu auto vai aviācijas benzīna komponentus ar augstu oktānskaitli. Krekinga laikā uz katalizatora veidojas oglekļa nogulsnes. Tie krasi samazina tā aktivitāti - šajā gadījumā plaisāšanas spēju. Lai atjaunotu komponentu, tiek veikta reģenerācija. Visizplatītākās ir tās iekārtas, kurās katalizators cirkulē verdošā vai verdošā slānī un kustīgā plūsmā.

Katalītiskā reformēšana

Šis ir moderns un diezgan plaši izmantots benzīna ar zemu un augstu oktānskaitli ražošanas process. To veic 500 grādu temperatūrā un 1-4 MPa spiedienā ūdeņraža vidē uz alumīnija-platīna katalizatora. Izmantojot katalītisko riformingu, galvenokārt tiek veikta parafīnu un naftēnu ogļūdeņražu ķīmiskā pārveidošana aromātiskajos ogļūdeņražos. Tā rezultātā ievērojami palielinās oktānskaitlis (līdz 100 punktiem). Katalītiskā riforminga rezultātā iegūtie produkti ietver ksilolu, toluolu un benzolu, ko pēc tam izmanto naftas ķīmijas rūpniecībā. Reformāta raža parasti ir 73–90%. Lai saglabātu aktivitāti, katalizators tiek periodiski reģenerēts. Jo zemāks spiediens sistēmā, jo biežāk tiek veikta atjaunošana. Izņēmums ir platformas process. Šī procesa laikā katalizators netiek reģenerēts. Visa procesa galvenā iezīme ir tā, ka tas notiek ūdeņraža vidē, kuras pārpalikums tiek noņemts no sistēmas. Tas ir daudz lētāk nekā speciāli iegūtais. Ūdeņraža pārpalikums pēc tam tiek izmantots hidrogenēšanas procesos naftas pārstrādē.

Alkilēšana

Šis process ļauj iegūt augstas kvalitātes automobiļu un aviācijas benzīnu sastāvdaļas. Tā pamatā ir olefīnu un parafīnu ogļūdeņražu mijiedarbība, lai iegūtu augstākas viršanas temperatūras parafīnu ogļūdeņražu. Vēl nesen šī procesa rūpnieciskā modifikācija aprobežojās ar butilēna katalītisko alkilēšanu ar izobutāniem fluorūdeņražskābes vai sērskābes klātbūtnē. Pēdējos gados papildus norādītajiem savienojumiem tiek izmantots propilēns, etilēns un pat amilēni un dažos gadījumos arī šo olefīnu maisījumi.

Izomerizācija

Tas ir process, kura laikā parafīna ogļūdeņraži ar zemu oktānskaitli tiek pārvērsti atbilstošās izoparafīna frakcijās ar augstāku oktānskaitli. Šajā gadījumā galvenokārt izmanto frakcijas C5 un C6 vai to maisījumus. Rūpnieciskajās iekārtās atbilstošos apstākļos var iegūt līdz 97-99,7% produkcijas. Izomerizācija notiek ūdeņraža vidē. Katalizators tiek periodiski reģenerēts.

Polimerizācija

Šis process ir butilēnu un propilēna pārvēršana oligomēros šķidros savienojumos. Tos izmanto kā motorbenzīna sastāvdaļas. Šie savienojumi ir arī naftas ķīmijas procesu izejvielas. Atkarībā no izejmateriāla, ražošanas režīma un katalizatora izlaides apjoms var mainīties diezgan plašās robežās.

Daudzsološi norādījumi

Pēdējās desmitgadēs īpaša uzmanība ir pievērsta primāro naftas pārstrādes jaudu apvienošanai un nostiprināšanai. Vēl viena aktuāla joma ir lielas jaudas iekārtu ieviešana plānotajai izejvielu pārstrādes padziļināšanai. Līdz ar to tiks samazināts mazuta ražošanas apjoms un palielināta vieglās motordegvielas, naftas ķīmijas produktu polimēru ķīmijai un organiskajai sintēzei ražošana.

Konkurētspēja

Naftas pārstrādes nozare mūsdienās ir ļoti daudzsološa nozare. Tas ir ļoti konkurētspējīgs gan vietējā, gan starptautiskajā tirgū. Mūsu pašu ražošanas jauda ļauj pilnībā segt vajadzības valsts iekšienē. Kas attiecas uz importu, tas tiek veikts salīdzinoši nelielos apjomos, lokāli un sporādiski. Krievija šodien tiek uzskatīta par lielāko naftas produktu eksportētāju citu valstu vidū. Augsta konkurētspēja ir saistīta ar absolūtu izejvielu pieejamību un salīdzinoši zemo izmaksu līmeni papildu materiālajiem resursiem, elektrībai un vides aizsardzībai. Viens no negatīvajiem faktoriem šajā rūpniecības nozarē ir vietējās naftas pārstrādes tehnoloģiskā atkarība no ārvalstīm. Protams, tā nav vienīgā problēma, kas pastāv nozarē. Valdības līmenī nepārtraukti notiek darbs pie situācijas uzlabošanas šajā rūpniecības nozarē. Jo īpaši tiek izstrādātas programmas uzņēmumu modernizācijai. Īpaša nozīme šajā jomā ir lielo naftas kompāniju un moderno ražošanas iekārtu ražotāju darbībai.

Eļļa ir minerāls, kas ir ūdenī nešķīstošs eļļains šķidrums, kas var būt gandrīz bezkrāsains vai tumši brūns. Naftas rafinēšanas īpašības un metodes ir atkarīgas no pārsvarā ogļūdeņražu procentuālā daudzuma tās sastāvā, kas dažādās jomās atšķiras.

Tādējādi Sosninskoje laukā (Sibīrijā) alkāni (parafīna grupa) aizņem 52 procentus, cikloalkāni - aptuveni 36%, aromātiskie ogļūdeņraži - 12 procentus. Un, piemēram, Romashkinskoje laukā (Tatarstāna) alkānu un aromātisko oglekļu īpatsvars ir lielāks - attiecīgi 55 un 18 procenti, savukārt cikloalkānu īpatsvars ir 25 procenti. Papildus ogļūdeņražiem šīs izejvielas var ietvert sēra un slāpekļa savienojumus, minerālu piemaisījumus utt.

Pirmo reizi eļļa tika “attīrīta” 1745. gadā Krievijā

Šis dabas resurss netiek izmantots neapstrādātā veidā. Lai iegūtu tehniski vērtīgus produktus (šķīdinātājus, motordegvielu, ķīmiskās ražošanas sastāvdaļas), eļļa tiek pārstrādāta, izmantojot primārās vai sekundārās metodes. Mēģinājumi pārveidot šo izejvielu tika veikti jau astoņpadsmitā gadsimta vidū, kad līdzās iedzīvotāju izmantotajām svecēm un lāpām lampās tika izmantota “garnējuma eļļa”, kas bija augu eļļas un rafinētas naftas maisījums. no vairākām baznīcām.

Eļļas attīrīšanas iespējas

Naftas rafinēšana bieži netiek tieši iekļauta naftas pārstrādes procesos. Šis drīzāk ir sākotnējais posms, kas var sastāvēt no:

Ķīmiskā rafinēšana, kad eļļa tiek pakļauta oleuma un koncentrētas sērskābes iedarbībai. Tādējādi tiek noņemti aromātiskie un nepiesātinātie ogļūdeņraži.

Adsorbcijas tīrīšana. Šeit darvas un skābes var noņemt no naftas produktiem, apstrādājot ar karstu gaisu vai izlaižot eļļu caur adsorbentu.

Katalītiskā attīrīšana – viegla hidrogenēšana, lai atdalītu slāpekļa un sēra savienojumus.

Fizikāli ķīmiskā tīrīšana. Šajā gadījumā liekās sastāvdaļas tiek selektīvi atbrīvotas, izmantojot šķīdinātājus. Piemēram, polāro šķīdinātāju fenolu izmanto slāpekļa un sēra savienojumu atdalīšanai, bet nepolārie šķīdinātāji - butāns un propāns - atbrīvo darvas, aromātiskos ogļūdeņražus utt.

Bez ķīmiskām izmaiņām...

Naftas rafinēšana primārajos procesos neietver izejvielu ķīmiskās transformācijas. Šeit minerāls ir vienkārši sadalīts tā sastāvdaļās. Pirmā iekārta eļļas destilēšanai tika izgudrota 1823. gadā Krievijas impērijā. Brāļi Dubinini izdomāja katlu novietot uzkarsētā krāsnī, no kurienes caur auksta ūdens mucu ieskrēja caurule tukšā traukā. Krāsns katlā eļļa tika uzkarsēta, izlaista caur “ledusskapi” un nostādināta.

Mūsdienīgas izejvielu sagatavošanas metodes

Mūsdienās naftas pārstrādes rūpnīcās naftas rafinēšanas tehnoloģija sākas ar papildu attīrīšanu, kuras laikā produkts tiek dehidrēts, izmantojot ELOU ierīces (elektriskās atsāļošanas iekārtas), atbrīvotas no mehāniskiem piemaisījumiem un vieglajiem ogļhidrātiem (C1 - C4). Pēc tam izejvielu var nosūtīt atmosfēras destilācijai vai vakuumdestilācijai. Pirmajā gadījumā rūpnīcas iekārtu darbības princips atgādina 1823. gadā izmantoto.

Tikai pati naftas pārstrādes rūpnīca izskatās savādāk. Uzņēmumam ir bezlogu māju izmēra krāsnis, kas izgatavotas no labākajiem ugunsizturīgajiem ķieģeļiem. To iekšpusē ir daudz kilometru cauruļu, kurās eļļa pārvietojas lielā ātrumā (2 metri sekundē) un tiek uzkarsēta līdz 300-325 C ar liesmu no lielas sprauslas (augstākā temperatūrā ogļūdeņraži vienkārši sadalās). Tvaiku kondensācijas un dzesēšanas caurule mūsdienās tiek aizstāta ar destilācijas kolonnām (augstums var būt līdz 40 metriem), kur tiek atdalīti un kondensēti tvaiki, kā arī tiek izbūvētas veselas pilsētiņas no dažādām tvertnēm, lai uzņemtu iegūtos produktus.

Kas ir materiālais līdzsvars?

Naftas pārstrāde Krievijā dod dažādus materiālu bilances, atmosfēriskā destilējot izejvielas no vienas vai otras atradnes. Tas nozīmē, ka izvade var būt dažādās proporcijās dažādām frakcijām – benzīnam, petrolejai, dīzeļdegvielai, mazutam, saistītajai gāzei.

Piemēram, Rietumsibīrijas naftai gāzes iznākums un zudumi ir attiecīgi viens procents, benzīna frakcijas (izplūst temperatūrā no aptuveni 62 līdz 180 C) aizņem apmēram 19%, petrolejas - apmēram 9,5%, dīzeļdegvielas frakcijas - 19 % , mazuts - gandrīz 50 procenti (izdalās temperatūrā no 240 līdz 350 grādiem). Iegūtie materiāli gandrīz vienmēr tiek pakļauti papildu apstrādei, jo tie neatbilst to pašu mašīnu dzinēju darbības prasībām.

Ražošana ar mazāku atkritumu daudzumu

Vakuuma eļļas rafinēšana balstās uz principu, ka vielas vārās zemākā temperatūrā, kad spiediens samazinās. Piemēram, daži ogļūdeņraži eļļā vārās tikai 450 C (atmosfēras spiedienā), bet tos var likt vārīties 325 C temperatūrā, ja spiediens tiek pazemināts. Izejvielu vakuumapstrādi veic rotācijas vakuuma iztvaicētājos, kas palielina destilācijas ātrumu un ļauj no mazuta iegūt cerezīnus, parafīnus, degvielu, eļļas un pēc tam izmantot smagos atlikumus (darvu) bitumena ražošanai. Vakuuma destilācija, salīdzinot ar atmosfēras apstrādi, rada mazāk atkritumu.

Pārstrāde ļauj iegūt augstas kvalitātes benzīnu

Sekundārais naftas pārstrādes process tika izgudrots, lai no vienas un tās pašas izejvielas iegūtu vairāk motordegvielas, ietekmējot naftas ogļūdeņražu molekulas, kuras iegūst oksidēšanai piemērotākas formulas. Pārstrāde ietver dažādus tā saukto “krekinga” veidus, tostarp hidrokrekinga, termiskās un katalītiskās iespējas. Arī šo procesu sākotnēji Krievijā, 1891. gadā, izgudroja inženieris V. Šuhovs. Tas ietver ogļūdeņražu sadalīšanos formās ar mazāk oglekļa atomu vienā molekulā.

Naftas un gāzes apstrāde 600 grādos pēc Celsija

Krekinga iekārtu darbības princips ir aptuveni tāds pats kā atmosfēras spiediena iekārtām vakuuma ražošanā. Bet šeit izejvielu pārstrāde, ko visbiežāk pārstāv mazuts, tiek veikta temperatūrā, kas ir tuvu 600 C. Šīs ietekmes ietekmē ogļūdeņraži, kas veido mazuta masu, sadalās mazākos, kas veido to pašu petroleju vai benzīnu. Termiskā krekinga pamatā ir apstrāde augstā temperatūrā un tiek iegūts benzīns ar lielu daudzumu piemaisījumu, katalītiskā krekinga pamatā ir arī temperatūras apstrāde, bet pievienojot katalizatorus (piemēram, speciālus mālu putekļus), kas ļauj iegūt vairāk benzīna. labas kvalitātes.

Hidrokrekings: galvenie veidi

Naftas ieguve un pārstrāde mūsdienās var ietvert dažāda veida hidrokrekingu, kas ir hidroapstrādes procesu kombinācija, lielu ogļūdeņražu molekulu sadalīšana mazākās un nepiesātināto ogļūdeņražu piesātināšana ar ūdeņradi. Hidrokrekings var būt viegls (spiediens 5 MPa, temperatūra ap 400 C, tiek izmantots viens reaktors, galvenokārt tiek iegūta dīzeļdegviela un materiāls katalītiskajam krekingam) un cieta (spiediens 10 MPa, temperatūra ap 400 C, vairāki reaktori, dīzeļdegviela, benzīns un petroleja tiek iegūtas frakcijas). Katalītiskā hidrokrekings ļauj ražot vairākas eļļas ar augstiem viskozitātes koeficientiem un zemu aromātisko un sēra ogļūdeņražu saturu.

Turklāt eļļas pārstrādē var izmantot šādus tehnoloģiskos procesus:

Visbreaking. Šajā gadījumā temperatūrā līdz 500 C un spiedienā no puses līdz trim MPa no izejmateriāla iegūst sekundāros asfaltēnus, ogļūdeņražu gāzes un benzīnu, sadalot parafīnus un naftēnus.

Smagās naftas atlieku koksēšana ir dziļa naftas pārstrāde, kad izejvielu apstrādā 500 C temperatūrā pie 0,65 MPa spiediena, lai iegūtu gāzeļļas komponentus un naftas koksu. Procesa soļi beidzas ar “koksa kūku”, pirms tam (apgrieztā secībā) notiek blīvēšana, polikondensācija, aromatizācija, ciklizācija, dehidrogenēšana un krekinga. Turklāt produkts ir arī jāžāvē un jākalcinē.

Reformēšana. Šo naftas produktu pārstrādes metodi 1911. gadā Krievijā izgudroja inženieris N. Zelinskis. Mūsdienās katalītisko riformingu izmanto, lai iegūtu augstas kvalitātes aromātiskos ogļūdeņražus un benzīnus, kā arī ūdeņradi saturošu gāzi no ligroīna un benzīna frakcijām turpmākai apstrādei hidrokrekinga procesā.

Izomerizācija. Naftas un gāzes pārstrāde šajā gadījumā ietver izomēra iegūšanu no ķīmiska savienojuma, mainoties vielas oglekļa karkasam. Tādējādi komponenti ar augstu oktānskaitli tiek izolēti no naftas komponentiem ar zemu oktānskaitli, lai ražotu komerciālu benzīnu.

Alkilēšana. Šis process ir balstīts uz alkil-aizvietotāju iekļaušanu organiskā molekulā. Tādā veidā benzīna ar augstu oktānskaitli sastāvdaļas iegūst no nepiesātinātām ogļūdeņraža gāzēm.

Tiekšanās pēc Eiropas standartiem

Naftas un gāzes pārstrādes tehnoloģija naftas pārstrādes rūpnīcās tiek pastāvīgi pilnveidota. Tādējādi pašmāju uzņēmumos ir paaugstinājusies izejvielu pārstrādes efektivitāte pēc parametriem: pārstrādes dziļums, palielināta vieglo naftas produktu izvēle, neatgriezenisko zudumu samazināšanās utt. Ražošanas plāni divdesmito gadu 10.-20. -Pirmais gadsimts ietver tālāku apstrādes dziļuma palielināšanu (līdz 88 procentiem), saražotās produkcijas kvalitātes uzlabošanu atbilstoši Eiropas standartiem, samazinot tehnogēno ietekmi uz vidi.

Pasaules naftas pārstrāde ir globāla, stratēģiski svarīga nozare. Viena no zināšanu ietilpīgākajām un augsto tehnoloģiju nozarēm un attiecīgi viena no kapitālietilpīgākajām nozarēm. Nozare ar bagātu vēsturi un ilgtermiņa plāniem.

Mūsdienu naftas pārstrādes attīstību mūsdienās veicina vairāki faktori. Pirmkārt, ekonomiskā izaugsme pa pasaules reģioniem. Jaunattīstības valstis patērē arvien vairāk degvielas. Katru gadu viņu enerģijas vajadzības pieaug eksponenciāli. Tāpēc lielākā daļa jauno lielo naftas pārstrādes rūpnīcu tiek būvētas Āzijas un Klusā okeāna reģionā, Dienvidamerikā un Tuvajos Austrumos. Mūsdienās pasaulē jaudīgākā naftas pārstrādes rūpnīca ir privātā Indijas uzņēmuma Reliance Industries (RIL) rūpnīca Džamnagarā (Rietumu Gudžaratā). Tas tika nodots ekspluatācijā 1999. gadā un šodien pārstrādā gandrīz 72 miljonus tonnu naftas gadā! Pasaules lielāko uzņēmumu trijniekā ir arī Ulsanas rafinēšanas rūpnīca Dienvidkorejā un Paragvas pārstrādes komplekss Venecuēlā (apmēram 55 miljoni tonnu naftas gadā). Salīdzinājumam, lielākais pašmāju uzņēmums Omskas naftas pārstrādes rūpnīca, kas pieder Gazprom Neft, gadā pārstrādā aptuveni 22 miljonus tonnu naftas.

Ir vērts atzīmēt, ka galvenā tendence naftas pārstrādes rūpnīcu attīstībā ir ne tikai apjomu pieaugums, bet arī pārstrādes dziļuma palielināšanās. Galu galā, jo dārgākus vieglos naftas produktus varēs iegūt no tāda paša apjoma naftas, jo izdevīgāk būs ražošana. Lai palielinātu apstrādes dziļumu, visā pasaulē palielinās sekundāro procesu īpatsvars. Mūsdienu rūpnīcas efektivitāti atspoguļo tā sauktais Nelsona indekss - rādītājs, kas novērtē sekundārās konversijas jaudas līmeni rafinēšanas rūpnīcā attiecībā pret primārās destilācijas jaudu. Nelsona sarežģītības indekss katrai iekārtas vienībai piešķir koeficientu, pamatojoties uz tās sarežģītību un izmaksām, salīdzinot ar primārās naftas pārstrādes iekārtām, kurām tiek piešķirts sarežģītības koeficients 1,0. Piemēram, katalītiskā krekinga iekārtai ir koeficients 4,0, tas ir, tas ir 4 reizes sarežģītāks nekā jēlnaftas destilācijas iekārta ar tādu pašu produktivitāti. Nelsona indekss Jamnagar naftas pārstrādes rūpnīcai ir 15. Tai pašai Omskas naftas pārstrādes rūpnīcai tas tagad ir 8,5. Bet pieņemtā vietējo rūpnīcu modernizācijas programma līdz 2020. gadam paredz jaunu sekundāro procesu jaudu nodošanu ekspluatācijā, kas ļaus šo skaitli “pavilkt uz augšu”. Tātad Tatarstānas TANECO rūpnīcas aprēķinātajam Nelsona indeksam pēc būvniecības pabeigšanas vajadzētu būt 15 vienībām!

Otrs svarīgākais faktors globālās naftas pārstrādes attīstībā ir nepārtraukta vides prasību stingrība. Prasības sēra un aromātisko ogļūdeņražu saturam degvielā kļūst arvien stingrākas. Cīņa par vidi, kas sākās ASV un Rietumeiropā, pamazām pāriet uz attīstības valstu tirgiem. Vēl pirms 10 gadiem bija grūti iedomāties 5. vides klases prasību ieviešanu mūsu valstī, taču nu jau vairāk nekā gadu dzīvojam ar šiem standartiem.

Stingru vides noteikumu ievērošana nav viegls uzdevums. To sarežģī arī fakts, ka naftas kvalitāte caurmērā tikai pasliktinās. Viegli pieejamu augstas kvalitātes eļļu krājumi beidzas. Pieaug smago, bitumena un slānekļa izejvielu īpatsvars, kas satur arvien mazāk benzīna un dīzeļdegvielas frakcijas.

Zinātnieki un inženieri visā pasaulē strādā, lai atrisinātu šīs problēmas. To izstrādes rezultāts ir sarežģītas, dārgas iekārtas un modernākie daudzkomponentu katalizatori, kas ļauj izspiest maksimāli daudz videi draudzīgas degvielas pat no zemākās kvalitātes eļļas. Tomēr tas viss rada ievērojamas izmaksas naftas pārstrādes rūpnīcām, tieši ietekmējot rūpnīcu rentabilitāti. Viņu ienākumu samazināšanās tendence ir vērojama visā pasaulē.

Visas iepriekš aprakstītās tendences Krievijai ir acīmredzamas. Būdama daļa no globālās ekonomikas un pieņemot vispārīgos darbības noteikumus, mūsu valsts iegulda arvien vairāk līdzekļu vietējās naftas pārstrādes, inženierzinātņu un zinātnes attīstībā. To sarežģī fakts, ka 90. un 2000. gados praktiski netika uzcelts neviens uzņēmums, daudz tika zaudēts pašmāju zinātnei, kā arī netika apmācīts jauns kvalificēts personāls nozarei. Taču pieņemtā valsts programma “Energoefektivitāte un ekonomiskā attīstība”, kas izstrādāta, lai radikāli uzlabotu pašmāju naftas pārstrādes stāvokli līdz 2020. gadam, ļaus panākt. Tās augļus jau šodien var redzēt katrā degvielas uzpildes stacijā, kur degviela zem 5. vides klases praktiski vairs nav atrodama.

Naftas pārstrāde ir diezgan sarežģīts process, kurā ir jāiesaista... Daudzus produktus iegūst no iegūtām dabīgām izejvielām – dažāda veida degvielas, bitumena, petrolejas, šķīdinātājiem, smērvielām, naftas eļļām un citiem. Naftas pārstrāde sākas ar ogļūdeņražu transportēšanu uz rūpnīcu. Ražošanas process notiek vairākos posmos, no kuriem katrs ir ļoti svarīgs no tehnoloģiskā viedokļa.

Pārstrādes process

Naftas rafinēšanas process sākas ar tās specializēto sagatavošanu. To izraisa daudzu piemaisījumu klātbūtne dabiskajās izejvielās. Naftas atradnēs ir smiltis, sāļi, ūdens, augsne un gāzveida daļiņas. Ūdens tiek izmantots, lai iegūtu lielu daudzumu produktu un saglabātu enerģijas resursu nogulsnes. Tam ir savas priekšrocības, taču tas ievērojami samazina iegūtā materiāla kvalitāti.

Piemaisījumu klātbūtne naftas produktos padara neiespējamu to transportēšanu uz rūpnīcu. Tie izraisa aplikuma veidošanos uz siltummaiņiem un citiem konteineriem, kas ievērojami samazina to kalpošanas laiku.

Tāpēc iegūtie materiāli tiek pakļauti sarežģītai tīrīšanai - mehāniskai un smalkai. Šajā ražošanas procesa posmā iegūtās izejvielas tiek sadalītas eļļā un. Tas notiek, izmantojot īpašus eļļas separatorus.

Lai attīrītu izejvielas, tās parasti glabā hermētiski noslēgtos traukos. Lai aktivizētu atdalīšanas procesu, materiāls tiek pakļauts aukstai vai augstai temperatūrai. Elektriskās atsāļošanas iekārtas tiek izmantotas izejvielās esošo sāļu atdalīšanai.

Kā notiek eļļas un ūdens atdalīšanas process?

Pēc sākotnējās attīrīšanas iegūst slikti šķīstošu emulsiju. Tas ir maisījums, kurā viena šķidruma daļiņas ir vienmērīgi sadalītas otrajā. Pamatojoties uz to, izšķir 2 veidu emulsijas:

• hidrofils. Tas ir maisījums, kur eļļas daļiņas atrodas ūdenī;
• hidrofobs. Emulsija sastāv galvenokārt no eļļas ar ūdens daļiņām.

Emulsijas sadalīšanas process var notikt mehāniski, elektriski vai ķīmiski. Pirmā metode ietver šķidruma nostādināšanu. Tas notiek noteiktos apstākļos - karsējot līdz 120-160 grādu temperatūrai, palielinot spiedienu līdz 8-15 atmosfērām. Maisījuma atslāņošanās parasti notiek 2-3 stundu laikā.

Lai emulsijas atdalīšanas process noritētu veiksmīgi, nepieciešams novērst ūdens iztvaikošanu. Arī tīras eļļas atdalīšana tiek veikta, izmantojot jaudīgas centrifūgas. Emulsija tiek sadalīta frakcijās, kad tā sasniedz 3,5-50 tūkstošus apgr./min.

Ķīmiskās metodes izmantošana ietver īpašu virsmaktīvās vielas, ko sauc par demulgatoriem, izmantošanu. Tie palīdz izšķīdināt adsorbcijas plēvi, kā rezultātā eļļa tiek attīrīta no ūdens daļiņām. Ķīmisko metodi bieži izmanto kopā ar elektrisko metodi. Pēdējā tīrīšanas metode ietver emulsijas pakļaušanu elektriskās strāvas iedarbībai. Tas provocē ūdens daļiņu savienību. Rezultātā to ir vieglāk noņemt no maisījuma, iegūstot augstākās kvalitātes eļļu.

Primārā apstrāde

Naftas ražošana un pārstrāde notiek vairākos posmos. Dažādu produktu ražošanas no dabīgām izejvielām īpatnība ir tāda, ka pat pēc kvalitatīvas attīrīšanas iegūto produktu nevar izmantot paredzētajam mērķim.

Izejmateriālam raksturīgs dažādu ogļūdeņražu saturs, kas būtiski atšķiras pēc molekulmasas un viršanas temperatūras. Tas satur naftēnu, aromātisku un parafīnu vielas. Izejviela satur arī organiskā tipa sēra, slāpekļa un skābekļa savienojumus, kas arī ir jānoņem.

Visas esošās naftas rafinēšanas metodes ir vērstas uz to sadalīšanu grupās. Ražošanas procesā tiek iegūts plašs produktu klāsts ar dažādām īpašībām.

Dabisko izejvielu primārā apstrāde tiek veikta, pamatojoties uz atšķirīgo tā sastāvdaļu viršanas temperatūru. Lai veiktu šo procesu, tiek izmantotas specializētas iekārtas, kas ļauj iegūt dažādus naftas produktus - no mazuta līdz darvai.

Šādā veidā apstrādājot dabiskās izejvielas, nevarēs iegūt materiālu, kas ir gatavs turpmākai lietošanai. Primārā destilācija ir paredzēta tikai eļļas fizikālo un ķīmisko īpašību noteikšanai. Pēc tam var noteikt turpmākas apstrādes nepieciešamību. Tie arī nosaka aprīkojuma veidu, kas jāizmanto, lai veiktu nepieciešamos procesus.

Primārā naftas rafinēšana

Eļļas destilācijas metodes

Izšķir šādas eļļas rafinēšanas (destilācijas) metodes:

• vienreizēja iztvaikošana;
• atkārtota iztvaikošana;
• destilācija ar pakāpenisku iztvaicēšanu.

Flash iztvaicēšanas metode ietver eļļas apstrādi augstā temperatūrā noteiktā vērtībā. Tā rezultātā veidojas tvaiki, kas nonāk īpašā aparātā. To sauc par iztvaicētāju. Šajā cilindriskajā ierīcē tvaiki tiek atdalīti no šķidrās frakcijas.

Atkārtoti iztvaicējot, izejmateriāls tiek pakļauts apstrādei, kurā temperatūru vairākas reizes palielina saskaņā ar doto algoritmu. Pēdējā destilācijas metode ir sarežģītāka. Eļļas rafinēšana ar pakāpenisku iztvaikošanu nozīmē vienmērīgu galveno darbības parametru maiņu.

Destilācijas iekārtas

Rūpnieciskā eļļas rafinēšana tiek veikta, izmantojot vairākas ierīces.

Cauruļu krāsnis. Savukārt tos arī iedala vairākos veidos. Tās ir atmosfēras, vakuuma, atmosfēras-vakuuma krāsnis. Izmantojot pirmā tipa iekārtas, tiek veikta sekla naftas produktu apstrāde, kas ļauj iegūt mazutu, benzīnu, petroleju un dīzeļdegvielas frakcijas. Vakuuma krāsnīs efektīvākas darbības rezultātā izejvielas tiek sadalītas:

• darva;
• eļļas daļiņas;
• gāzeļļas daļiņas.

Iegūtie produkti ir pilnībā piemēroti koksa, bitumena un smērvielu ražošanai.

Destilācijas kolonnas. Jēlnaftas apstrādes process, izmantojot šo iekārtu, ietver tās karsēšanu spolē līdz 320 grādu temperatūrai. Pēc tam maisījums nonāk destilācijas kolonnas starplīmeņos. Vidēji tajā ir 30-60 notekcaurules, no kurām katra ir novietota noteiktā intervālā un aprīkota ar šķidruma vannu. Tas liek tvaikiem plūst uz leju pilienu veidā, veidojoties kondensācijai.

Ir arī apstrāde, izmantojot siltummaiņus.

Pārstrāde

Pēc eļļas īpašību noteikšanas atkarībā no nepieciešamības pēc noteikta galaprodukta tiek izvēlēts otrreizējās destilācijas veids. Būtībā tas sastāv no termiski katalītiskas iedarbības uz izejvielu. Dziļa naftas rafinēšana var notikt, izmantojot vairākas metodes.

Degviela. Šīs sekundārās destilācijas metodes izmantošana ļauj iegūt virkni augstas kvalitātes produktu - motorbenzīnu, dīzeļdegvielu, reaktīvo dzinēju un katlu degvielu. Lai veiktu apstrādi, jums nav jāizmanto daudz aprīkojuma. Šīs metodes izmantošanas rezultātā no smagām izejvielu frakcijām un nogulsnēm iegūst gatavu produktu. Degvielas destilācijas metode ietver:

• plaisāšana;
• reformēšana;
• hidroapstrāde;
• hidrokrekings.

Degviela un eļļa. Šīs destilācijas metodes izmantošanas rezultātā tiek iegūtas ne tikai dažādas degvielas, bet arī asfalta un smēreļļas. To veic, izmantojot ekstrakcijas metodi, deasfaltēšanu.

Naftas ķīmija. Šīs metodes izmantošanas rezultātā, izmantojot augsto tehnoloģiju aprīkojumu, tiek iegūts liels skaits produktu. Tas ir ne tikai degviela, eļļas, bet arī plastmasa, gumija, mēslojums, acetons, spirts un daudz kas cits.

Kā objekti ap mums ir izgatavoti no naftas un gāzes - pieejami un saprotami

Šī metode tiek uzskatīta par visizplatītāko. To izmanto sēra vai augsta sēra satura eļļas apstrādei. Hidroapstrāde var ievērojami uzlabot iegūtās degvielas kvalitāti. No tiem tiek noņemtas dažādas piedevas - sēra, slāpekļa, skābekļa savienojumi. Materiāls tiek apstrādāts, izmantojot īpašus katalizatorus ūdeņraža vidē. Šajā gadījumā temperatūra iekārtā sasniedz 300-400 grādus, bet spiediens - 2-4 MPa.

Destilācijas rezultātā izejvielās esošie organiskie savienojumi sadalās, mijiedarbojoties ar aparātā cirkulējošo ūdeņradi. Tā rezultātā veidojas amonjaks un sērūdeņradis, kas tiek noņemti no katalizatora. Hidroapstrāde ļauj apstrādāt 95-99% izejvielu.

Katalītiskā krekinga

Destilāciju veic, izmantojot ceolītu saturošus katalizatorus 550 grādu temperatūrā. Krekinga tiek uzskatīta par ļoti efektīvu sagatavoto izejvielu apstrādes metodi. Ar tā palīdzību no mazuta frakcijām var iegūt motorbenzīnu ar augstu oktānskaitli. Tīra produkta iznākums šajā gadījumā ir 40-60%. Tiek iegūta arī šķidrā gāze (10-15% no sākotnējā tilpuma).

Katalītiskā reformēšana

Reformēšana tiek veikta, izmantojot alumīnija-platīna katalizatoru 500 grādu temperatūrā un 1-4 MPa spiedienā. Tajā pašā laikā iekārtā ir ūdeņraža vide. Šo metodi izmanto, lai pārvērstu naftēnu un parafīnu ogļūdeņražus aromātiskajos. Tas ļauj ievērojami palielināt saražoto produktu oktānskaitli. Izmantojot katalītisko riformingu, tīra materiāla iznākums ir 73-90% no reģenerētās izejvielas.

Hidrokrekings

Ļauj iegūt šķidro degvielu, ja tiek pakļauta augsta spiediena (280 atmosfēras) un temperatūras (450 grādi) iedarbībai. Šis process notiek arī, izmantojot spēcīgus katalizatorus – molibdēna oksīdus.

Ja hidrokrekingu apvieno ar citām dabisko izejvielu apstrādes metodēm, tīru produktu iznākums benzīna un reaktīvo degvielas veidā ir 75-80%. Izmantojot augstas kvalitātes katalizatorus, to reģenerācija var netikt veikta 2-3 gadus.

Ekstrakcija un deasfaltēšana

Ekstrakcija ietver sagatavotās izejvielas sadalīšanu vajadzīgajās frakcijās, izmantojot šķīdinātājus. Pēc tam tiek veikta atvaskošana. Tas ļauj ievērojami samazināt eļļas sastingšanas punktu. Turklāt, lai iegūtu augstas kvalitātes produktus, tie tiek apstrādāti ar ūdeņradi. Ieguves rezultātā var iegūt dīzeļdegvielu. Tāpat, izmantojot šo paņēmienu, no sagatavotajām izejvielām tiek iegūti aromātiskie ogļūdeņraži.

Deasfaltēšana ir nepieciešama, lai no naftas izejvielu destilācijas galaproduktiem iegūtu sveķu-asfaltēna savienojumus. Iegūtās vielas aktīvi izmanto bitumena ražošanai kā katalizatori citām apstrādes metodēm.

Citas apstrādes metodes

Dabisko izejvielu apstrādi pēc primārās destilācijas var veikt citos veidos.

Alkilēšana. Pēc sagatavoto materiālu apstrādes tiek iegūtas augstas kvalitātes benzīna sastāvdaļas. Metodes pamatā ir olefīna un parafīna ogļūdeņražu ķīmiskā mijiedarbība, kā rezultātā tiek iegūts parafīna ogļūdeņradis ar augstu viršanas temperatūru.

Izomerizācija. Šīs metodes izmantošana ļauj iegūt vielu ar lielāku oktānskaitli no parafīna ogļūdeņražiem ar zemu oktānskaitli.

Polimerizācija. Ļauj butilēnus un propilēnu pārvērst oligomēros savienojumos. Rezultātā tiek iegūti materiāli benzīna ražošanai un dažādiem naftas ķīmijas procesiem.

Koksēšana. To izmanto naftas koksa ražošanai no smagajām frakcijām, kas iegūtas pēc eļļas destilācijas.

Naftas pārstrādes nozare ir daudzsološa un attīstās. Ražošanas process tiek pastāvīgi uzlabots, ieviešot jaunas iekārtas un paņēmienus.

Video: naftas pārstrāde

Vladimirs Homutko

Lasīšanas laiks: 5 minūtes

A A

Mūsdienu tehnoloģijas naftas pārstrādes padziļināšanai

Stratēģiskā ziņā galvenie Krievijas naftas pārstrādes modernizācijas mērķi ir:

• Euro-5 standartam atbilstošas ​​degvielas ražošanas maksimāla palielināšana;
• līdz minimumam samazinot mazuta izlaidi.

Un arī skaidrs, kā jāattīstās progresīvai naftas pārstrādei - ir nepieciešams uzbūvēt un nodot ekspluatācijā jaunus konversijas procesus, lai to gada jaudu gandrīz dubultotu: no 72 līdz 136 miljoniem tonnu.

Piemēram, pasaules naftas pārstrādes nozares līdera - ASV uzņēmumos pārstrādes padziļināšanas procesu īpatsvars ir vairāk nekā 55 procenti, bet pie mums tikai 17 procenti.

Mainīt šo situāciju ir iespējams, bet ar kādu tehnoloģiju palīdzību? Klasiskā procesu kopuma izmantošana ir garš un ļoti dārgs ceļš. Pašreizējā posmā ir steidzami nepieciešamas visefektīvākās tehnoloģijas, kuras varētu pielietot katrā Krievijas naftas pārstrādes rūpnīcā. Šādu risinājumu meklēšana jāveic, ņemot vērā smago naftas produktu atlieku specifiskās īpašības, piemēram, paaugstinātu asfaltēna un sveķaino vielu saturu un augstu koksēšanas līmeni.

Tieši šīs atlieku īpašības speciālistus netieši liek secināt, ka klasiskajām smago atlieku tehnoloģijām (piemēram, koksēšana, deasfaltēšana un termiskais krekings) ir ierobežotas spējas atlasīt vieglos destilātus, kas nozīmē, ka ar to palīdzību padziļinot naftas pārstrādi. būt nepietiekami.

Pieejamās modernās tehnoloģijas

Galvenās padziļināšanas tehnoloģijas ir balstītas uz darvu aizkavētās koksēšanas procesu, kas nodrošina maksimālu destilātu iznākumu (no 60 līdz 80 procentiem no kopējā pārstrādāto izejvielu apjoma). Šajā gadījumā iegūtās frakcijas pieder vidējiem un gāzeļļas destilātiem. Vidējās frakcijas tiek nosūtītas hidroapstrādei, lai iegūtu dīzeļdegvielu, un smagās gāzeļļas frakcijas tiek pakļautas katalītiskajai apstrādei.

Ja ņemam tādas valstis kā Kanāda un Venecuēla, tās ir izmantojušas aizkavētu koksēšanu vairāk nekā divas desmitgades kā pamatprocesu smago eļļu komerciālai apstrādei. Tomēr izejvielām ar augstu sēra saturu koksēšana nav piemērojama vides apsvērumu dēļ. Turklāt kolosālos apjomos saražotajam koksam ar augstu sēra saturu nav efektīvas degvielas izmantošanas, un tā atsērošana ir vienkārši neizdevīga.

Krievijai nav vajadzīgs sliktas kvalitātes kokss, īpaši šādos daudzumos. Turklāt aizkavēta koksēšana ir ļoti energoietilpīgs process, kas ir kaitīgs no vides viedokļa un ir nerentabls ar zemām pārstrādes jaudām. Šo faktoru dēļ ir nepieciešams atrast citas padziļināšanas tehnoloģijas.

Hidrokrekinga un gazifikācija ir visdārgākie dziļās naftas pārstrādes procesi, tāpēc tuvākajā nākotnē tie netiks izmantoti Krievijas naftas pārstrādes rūpnīcās.

Tāpēc šajā rakstā mēs tiem nepievērsīsim uzmanību. Krievijai ir vajadzīgas vismazāk kapitālietilpīgākās, bet diezgan efektīvas konversijas tehnoloģijas.

Šādu tehnoloģisko risinājumu meklēšana notiek jau ilgu laiku, un šādas meklēšanas galvenais uzdevums ir iegūt kvalificētus atlikumus.

Šie ir:

• augstas kušanas piķis;
• "šķidrais kokss";
• dažādu zīmolu bitumena.

Turklāt atlieku iznākumam jābūt minimālam, lai to apstrāde koksēšanas, gazifikācijas un hidrokrekinga ceļā būtu rentabls.

Tāpat viens no kritērijiem naftas atlieku sekundāras uzlabotas pārstrādes metodes izvēlei ir iegūt pieprasītu augstas kvalitātes produktu, nezaudējot pašas tehnoloģijas efektivitāti. Mūsu valstī šāds produkts, bez šaubām, ir augstas kvalitātes ceļu bitumens, jo Krievijas ceļu stāvoklis ir mūžīga problēma.

Tāpēc, ja ir iespējams izvēlēties un ieviest efektīvu procesu vidējo destilātu un atlikumu iegūšanai augstas kvalitātes bitumena veidā, tas ļaus vienlaikus atrisināt naftas pārstrādes padziļināšanas problēmu un nodrošināt ceļu būves nozari ar augstas kvalitātes atlikušais produkts.

Starp šādiem tehnoloģiskajiem procesiem, ko var ieviest Krievijas pārstrādes uzņēmumos, ir vērts pievērst uzmanību šādiem paņēmieniem:

Tas ir labi zināms tehnoloģiskais process, ko izmanto bitumena un darvas ražošanā. Uzreiz ir vērts teikt, ka aptuveni 80-90 procenti darvu, kas iegūtas, destilējot mazutu vakuumā, neatbilst komerciālā bitumena kvalitātes prasībām un ir nepieciešama to tālāka apstrāde, izmantojot oksidācijas procesus.

Parasti pirms oksidēšanas darvas tiek pakļautas papildu viskozitātei, lai samazinātu iegūtā katla kurināmā viskozitāti, kā arī samazinātu grūti oksidējamo parafīnu koncentrāciju bitumena izejvielās.

Ja mēs runājam par vakuuma gāzeļļām, kas iegūtas, izmantojot šo procesu, tad tās raksturo:

• augsts blīvums (vairāk nekā 900 kilogrami uz kubikmetru);
• augsta viskozitātes pakāpe;
• augstas izliešanas temperatūras vērtības (bieži vien vairāk nekā trīsdesmit līdz četrdesmit grādi pēc Celsija).

Šādas ļoti viskozas un parasti ļoti parafīna gāzeļļas būtībā ir starpprodukti, kas jāpakļauj turpmākai katalītiskai apstrādei. Iegūto darvu lielākā daļa ir katla kurināmā kategorija M-100.

Pamatojoties uz iepriekš minēto, mazuta vakuumapstrāde vairs neatbilst mūsdienu prasībām attiecībā uz procesiem, kas paredzēti naftas pārstrādes padziļināšanai, kā rezultātā tā nav uzskatāma par pamatprocesu, kas spēj radikāli palielināt GOR.

Propāna deasfaltēšanu parasti izmanto, lai ražotu eļļas ar augstu indeksu.

Darvas deasfaltēšana ar benzīnu galvenokārt tiek izmantota izejvielu ražošanai, kuras pēc tam izmanto bitumena ražošanai, lai gan šajā gadījumā izdalītajai asfalta fāzei ne vienmēr ir nepieciešamās kvalitātes komerciālā bitumena iegūšanai nepieciešamās īpašības. Šajā sakarā iegūtais asfaltīts papildus jāpakļauj vai nu oksidēšanai, vai atšķaidīšanai ar eļļas fāzi.

Šī tehnoloģiskā procesa vieglā fāze ir deasfaltēšana. Tās veiktspēja ir vēl sliktāka nekā vakuuma gāzeļļai:

• blīvuma vērtība - vairāk nekā 920 kilogrami uz kubikmetru;
• ieliešanas temperatūra - vairāk nekā četrdesmit grādi pēc Celsija;
• augstāka viskozitātes vērtība.

Tas viss prasa papildu katalītisku apstrādi. Turklāt deasfaltēto eļļu tās augstās viskozitātes dēļ ir ļoti grūti sūknēt.

Bet lielākā deasfaltēšanas problēma ir tās augstā energointensitāte, tāpēc kapitālieguldījumu apjoms, salīdzinot ar vakuumdestilāciju, ir vairāk nekā divas reizes lielāks.

Lielākajai daļai iegūtā asfaltīta ir nepieciešama papildu apstrāde, izmantojot konversijas procesus: aizkavētu koksēšanu vai gazifikāciju.

Saistībā ar visu iepriekš minēto deasfaltēšana neatbilst arī pamatprasībām tehnoloģijai, kas paredzēta, lai vienlaikus padziļinātu naftas pārstrādi un iegūtu kvalitatīvu ceļu bitumenu, līdz ar to tā nav piemērota arī kā efektīva tehnoloģija gāzes spiediena koeficienta palielināšanai.

Mazuta visbreaking

Šis tehniskais process piedzīvo atdzimšanu un kļūst arvien pieprasītāks.

Ja agrāk visbreings tika izmantots darvu viskozitātes samazināšanai, tad pašreizējā tehnoloģiju attīstības stadijā tas kļūst par galveno procesu, kas padziļina naftas pārstrādi. Gandrīz visi lielākie uzņēmumi pasaulē (Chioda, Shell, KBR, Foster Wuiller, UOP u.c.) nesen ir izstrādājuši vairākus oriģinālus tehnoloģiskos risinājumus.

Šo mūsdienu termisko procesu galvenās priekšrocības ir:

• vienkāršība;
• augsta uzticamības pakāpe;
• zemas nepieciešamā aprīkojuma izmaksas;
• vidējo destilātu, kas iegūti no smago naftas produktu atliekām, iznākuma pieaugums par 40 - 60 procentiem.

Turklāt modernā visbreika izmantošana ļauj iegūt augstas kvalitātes ceļa bitumenu un enerģijas degvielu, piemēram, “šķidro koksu”.

Piemēram, tādas lielas korporācijas kā Chioda un Shell sūta smagās gāzeļļas (gan vakuuma, gan atmosfēras) uz cietās krekinga krāsnīm, kas novērš tādu frakciju izdalīšanos, kuru viršanas temperatūra ir augstāka par 370 grādiem pēc Celsija. Iegūtajos produktos paliek tikai benzīna un dīzeļdegvielas destilāti un ļoti smags atlikums, bet smago gāzeļļu nav vispār!

Tehnoloģija "Visbreaking - TERMAKAT"

Šī modernā tehnoloģija ļauj no apstrādātas mazuta iegūt no 88 līdz 93 procentiem dīzeļdegvielas un benzīna destilātu.

Izstrādājot Visbreaking-TERMAKAT tehnoloģiju, bija iespējams vienlaikus kontrolēt divus paralēlus procesus: termisko destrukciju un termopolikondensāciju. Šajā gadījumā iznīcināšana notiek ilgstošā režīmā, un termopolikondensācija notiek aizkavētā režīmā.